कॉपर और एल्युमीनियम बसबार विशेष विषय: सामान्य बसबार डिजाइन समस्याएं और प्रणालीगत रोकथाम के तरीके

नई ऊर्जा बैटरी प्रणालियों में, बसबारों ने धीरे-धीरे पारंपरिक वायरिंग हार्नेस की जगह ले ली है, जो वर्तमान ट्रांसमिशन के लिए मुख्य संरचनात्मक घटक बन गया है। चाहे वह इलेक्ट्रिकल बसबार हो या ग्राउंडिंग और प्रोटेक्शन बसबार, इसकी डिज़ाइन तर्कसंगतता सीधे सिस्टम की सुरक्षा, विश्वसनीयता और दीर्घकालिक सेवा जीवन को प्रभावित करती है। बढ़ती तेज़ चार्जिंग दर और वाहन शक्ति घनत्व में निरंतर वृद्धि के साथ, बसबार डिज़ाइन "अनुभव{3}}आधारित" से "इंजीनियरिंग{{4}सत्यापन-आधारित" की ओर स्थानांतरित हो रहा है।

 

 

बसबार इलेक्ट्रिकल डिज़ाइन में, चरम परिचालन स्थितियों की अनदेखी करते हुए पूरी तरह से रेटेड करंट के आधार पर क्रॉस-{0}}सेक्शनल क्षेत्र का चयन करना अनियंत्रित तापमान वृद्धि का एक सामान्य कारण है। ओवरचार्जिंग और तीव्र त्वरण जैसी क्षणिक स्थितियाँ वर्तमान घनत्व को काफी बढ़ा देती हैं, जिससे बसबार का स्थानीयकृत ओवरहीटिंग हो जाता है।

 

इंजीनियरिंग में, सभी परिचालन स्थितियों के तहत पीक करंट को डिज़ाइन बेंचमार्क के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए: तांबे के बसबारों की गणना शुरू में 3-5 ए/मिमी² पर की जानी चाहिए, और एल्यूमीनियम बसबारों की गणना 2-3 ए/मिमी² पर, 20%-30% सुरक्षा मार्जिन के साथ की जानी चाहिए। इसके साथ ही, थर्मल सिमुलेशन और मापा डेटा के संयोजन से, अत्यधिक परिचालन स्थितियों के तहत इलेक्ट्रिकल कॉपर बसबार की विश्वसनीयता को सत्यापित करने के लिए भौतिक गुणों, वर्तमान और तापमान वृद्धि से संबंधित एक अनुभवजन्य मॉडल धीरे-धीरे स्थापित किया जाता है।

 

 

यदि बसबार की जूल गर्मी को प्रभावी ढंग से नष्ट नहीं किया जा सकता है, तो यह सीधे सिस्टम स्थिरता को प्रभावित करेगा। कॉपर सॉलिड बसबार या एल्युमीनियम बसबार संरचनाओं के लिए, केवल प्राकृतिक ताप अपव्यय पर निर्भर रहना अक्सर उच्च -शक्ति प्रणालियों में अपर्याप्त होता है।

 

डिज़ाइन चरण के दौरान, संवहन और विकिरण क्षेत्र को बढ़ाने के लिए एक "चौड़े और पतले" क्रॉस-अनुभागीय आकार को प्राथमिकता दी जानी चाहिए; बसबार रूटिंग और स्थानिक लेआउट को अनुकूलित करने के लिए मल्टीफ़िज़िक्स सिमुलेशन के माध्यम से तापमान वितरण का विश्लेषण किया जाना चाहिए। निरंतर उच्च -वर्तमान अनुप्रयोगों में, तरल शीतलन या मजबूर शीतलन समाधानों को यह सुनिश्चित करने के लिए जोड़ा जा सकता है कि कॉपर बसबार विस्तारित अवधि के लिए नियंत्रणीय तापमान सीमा के भीतर काम करते हैं।

 

 

बैटरी पैक ऑपरेशन के दौरान, थर्मल विस्तार, सड़क की सतह कंपन और प्रभाव भार में अंतर बसबार पर चक्रीय तनाव उत्पन्न करेगा। विशेष रूप से तांबा {{1}एल्यूमीनियम मिश्रित या बहु-बेंड संरचनाओं में, यदि तनाव राहत क्षेत्रों को डिज़ाइन नहीं किया गया है, तो वेल्ड या मोड़ पर थकान दरारें आसानी से बन जाती हैं।

 

संरचनात्मक सिमुलेशन के माध्यम से कमजोर बिंदुओं की पहले से पहचान करना और डिज़ाइन में फ्लोटिंग संरचनाओं या लचीले संक्रमण क्षेत्रों को पेश करना कस्टम बसबार्स की विश्वसनीयता में सुधार करने की कुंजी है। इसके साथ ही, बोल्ट वाले कनेक्शनों को ढीलापनरोधी उपाय अपनाने चाहिए और स्थायित्व कंपन परीक्षण के माध्यम से सत्यापित टॉर्क विनिर्देशों का सख्ती से पालन करना चाहिए।

 

 

उच्च वोल्टेज सिस्टम में इन्सुलेशन विफलता सबसे अधिक जोखिम वाली समस्याओं में से एक है। बसबार और आसन्न घटकों के बीच अपर्याप्त दूरी, या बेमेल तापमान और इन्सुलेशन सामग्री के घर्षण प्रतिरोध, आसानी से पहनने और यहां तक ​​कि कंपन के तहत टूटने का कारण बन सकते हैं।

 

उच्च वोल्टेज बसबार अनुप्रयोगों में, क्रीपेज दूरी और क्लीयरेंस को विद्युत सुरक्षा मानकों के अनुसार सख्ती से डिजाइन किया जाना चाहिए। महत्वपूर्ण क्षेत्रों में डबल{2}इन्सुलेशन संरचनाओं का उपयोग किया जाना चाहिए, और लंबी अवधि की परिचालन सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए उच्च तापमान और बुढ़ापे प्रतिरोधी इंजीनियरिंग सामग्री का चयन किया जाना चाहिए।

 

 

संक्षारक वातावरण, यांत्रिक शक्ति और लागत नियंत्रण की उपेक्षा करते हुए बस चालकता का पीछा करने से आसानी से डिजाइन बेमेल हो सकता है। वास्तविक इंजीनियरिंग में, बसबार न केवल कंडक्टर हैं बल्कि संरचनात्मक घटक भी हैं।

 

बैटरी सिस्टम आम तौर पर सतह {{0}उपचारित तांबे या एल्यूमीनियम मिश्र धातु बसबारों को प्राथमिकता देते हैं, जो ताकत और स्थायित्व पर विचार करते हुए चालकता आवश्यकताओं को पूरा करते हैं। सिस्टम एकीकरण की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए, जैसे एसी बसबार या बिजली वितरण मॉड्यूल, सामग्री गुणों और असेंबली संगतता पर व्यापक विचार महत्वपूर्ण है।

 

 

बसबार सिस्टम में कनेक्शन बिंदु सबसे कमजोर बिंदु हैं। अपर्याप्त वेल्डिंग गुणवत्ता या अनियंत्रित बोल्ट टॉर्क संपर्क प्रतिरोध को काफी बढ़ा सकता है और स्थानीयकृत ओवरहीटिंग का कारण बन सकता है।

 

इंजीनियरिंग अभ्यास में, लेजर वेल्डिंग और अल्ट्रासोनिक वेल्डिंग जैसी अत्यधिक सुसंगत प्रक्रियाएं प्रभावी ढंग से कनेक्शन विश्वसनीयता में सुधार कर सकती हैं, और गैर-विनाशकारी परीक्षण विधियां वेल्ड गुणवत्ता सुनिश्चित कर सकती हैं। सकारात्मक और नकारात्मक बसबार जैसे महत्वपूर्ण सर्किट के लिए, संपर्क प्रतिरोध के लिए एक स्पष्ट ऊपरी सीमा निर्धारित की जानी चाहिए; इस सीमा से अधिक होने पर पुनः कार्य करने की आवश्यकता होती है।

 

 

एक अनुचित बसबार लेआउट बड़े क्षेत्र के करंट लूप बनाता है, जिससे विद्युत चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न होता है जो आसपास के संवेदनशील इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों में हस्तक्षेप करता है।

 

ट्रांसमिशन पथों को अनुकूलित करना, लूप क्षेत्र को कम करना, और आवश्यक होने पर परिरक्षण या अंतर व्यवस्था शुरू करना हस्तक्षेप जोखिमों को काफी कम कर सकता है। अत्यधिक एकीकृत प्रणालियों के लिए, ईएमआई पर बसबार इलेक्ट्रिकल लेआउट के प्रभाव का आकलन करने के लिए सिमुलेशन टूल का उपयोग किया जाना चाहिए।

 

 

सिस्टम स्तर की 3डी मॉडलिंग और आयामी श्रृंखला सत्यापन की कमी से असेंबली के दौरान समस्याओं का सामने आना आसान हो जाता है। ज़बरदस्ती असेंबली छिपी हुई क्षति ला सकती है।

 

प्रारंभिक डिज़ाइन चरण में पूर्ण डिजिटल प्रोटोटाइप सत्यापन, परीक्षण उत्पादन और वास्तविक असेंबली परीक्षण के साथ मिलकर, सॉलिड कॉपर बस बार्स के बड़े पैमाने पर उत्पादन में असेंबली जोखिमों से प्रभावी ढंग से बचा जा सकता है।

 

 

एकल {{0}पथ डिज़ाइन में महत्वपूर्ण लूपों में एकल {{1}बिंदु विफलता का जोखिम होता है। उच्च सुरक्षा स्तर की प्रणालियों के लिए, महत्वपूर्ण स्थानों पर अतिरिक्त डिजाइन और दोष अलगाव तंत्र शुरू किए जाने चाहिए।

 

समानांतर बसबारों, स्वतंत्र फ़्यूज़ सुरक्षा और वास्तविक समय की निगरानी के माध्यम से, विसंगतियों की स्थिति में तेजी से वियोग प्राप्त किया जा सकता है, जिससे समग्र सिस्टम लचीलेपन में सुधार होता है। ग्राउंड बस बार्स जैसे सुरक्षा संबंधी लूपों में यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

 

 

डिज़ाइन पूरा होने के बाद पर्याप्त सत्यापन के बिना बड़े पैमाने पर उत्पादन में प्रवेश करना अक्सर बाज़ार में छिपी हुई समस्याओं का परिचय देता है।

 

पूर्ण वर्तमान साइकिलिंग, थर्मल शॉक, कंपन स्थायित्व, और वोल्टेज परीक्षण का सामना करने वाला इन्सुलेशन विकास प्रक्रिया का एक आवश्यक हिस्सा होना चाहिए। उद्योग मानकों का पालन करना और डिज़ाइन का एक बंद लूप स्थापित करना {{1}सत्यापन {{2}ऑप्टिमाइज़ेशन इलेक्ट्रोलाइटिक कॉपर बसबार जैसे महत्वपूर्ण घटकों के दीर्घकालिक विश्वसनीय संचालन को सुनिश्चित करने के लिए मौलिक है।

 

 

जैसे-जैसे नई ऊर्जा प्रणालियाँ उच्च शक्ति और उच्च एकीकरण की ओर विकसित हो रही हैं, बसबार अब सरल प्रवाहकीय घटक नहीं हैं, बल्कि विद्युत, थर्मल, मैकेनिकल और सुरक्षा विशेषताओं को एकीकृत करने वाले महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग घटक हैं। विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों के लिए, हम सामग्री चयन और संरचनात्मक डिजाइन से लेकर प्रसंस्करण और निर्माण (जैसे) तक व्यापक समाधान प्रदान कर सकते हैंतांबे के बसबारों को मोड़ना, सटीक गठन, और सतह उपचार), जटिल परिचालन स्थितियों के तहत स्थिर, विश्वसनीय और बड़े पैमाने पर उत्पादित बसबार सिस्टम को डिजाइन करने में ग्राहकों का समर्थन करना।