पैक निर्माण प्रक्रिया श्रृंखला: बैटरी पैक में उच्च वोल्टेज कॉपर/एल्यूमीनियम बसबार के लिए विद्युत प्रदर्शन, कनेक्शन विधियां और लेआउट संबंधी विचार

नई ऊर्जा वाहन बैटरी पैक प्रणालियों में, उच्च वोल्टेज बसबार, एक मुख्य प्रवाहकीय घटक के रूप में, बैटरी कोशिकाओं के बीच कुशल ऊर्जा हस्तांतरण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। 800V उच्च वोल्टेज प्लेटफ़ॉर्म के क्रमिक लोकप्रिय होने के साथ, बसबार डिज़ाइन न केवल वाहन की रेंज और तेज़ चार्जिंग प्रदर्शन को प्रभावित करता है, बल्कि सिस्टम सुरक्षा और दीर्घकालिक विश्वसनीयता को भी सीधे प्रभावित करता है। व्यावहारिक इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में, ईवी बसबार और बसबार इलेक्ट्रिक वाहनों का प्रदर्शन बैटरी सिस्टम के डिजाइन स्तर के मूल्यांकन के लिए महत्वपूर्ण संकेतकों में से एक बन गया है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

विद्युत प्रदर्शन के नजरिए से, उच्च वोल्टेज बसबार अनिवार्य रूप से एक अत्यधिक कुशल प्रवाहकीय वाहक है, और इसकी सामग्री का चयन सीधे सिस्टम की चालकता और थर्मल प्रबंधन प्रदर्शन को निर्धारित करता है। तांबे (जैसे T2 तांबा) में उत्कृष्ट चालकता होती है, लगभग 58.5 × 10⁶ S/m की चालकता के साथ, जो एल्यूमीनियम की तुलना में काफी अधिक है, इस प्रकार उच्च {{5}वर्तमान -वहन परिदृश्यों में लाभ प्रदान करता है।

 

इस बीच, एल्युमीनियम, अपने कम घनत्व के कारण, हल्के डिजाइन में अपूरणीय मूल्य रखता है। कार बैटरी बसबार अनुप्रयोगों में, तांबे के बसबारों का उपयोग आम तौर पर उच्च {{1}वर्तमान मुख्य सर्किट में किया जाता है, जबकि एल्यूमीनियम बसबारों का उपयोग अक्सर वजन {{2} और लागत {{3} संवेदनशील सहायक सर्किट में किया जाता है।

 

उच्च वोल्टेज वातावरण में, विद्युत मंजूरी और क्रीपेज दूरी सिस्टम सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए मौलिक डिजाइन पैरामीटर हैं। क्लीयरेंस दो कंडक्टरों के बीच सबसे छोटी वायु दूरी को संदर्भित करता है, जबकि क्रीपेज दूरी इन्सुलेटिंग सतह के साथ सबसे छोटा रास्ता है। ये दो संकेतक सीधे इन्सुलेशन विफलता और उत्पन्न होने वाले जोखिम से संबंधित हैं। ऑटोमोटिव बसबार डिज़ाइन में, इन मापदंडों को वोल्टेज स्तर और पर्यावरणीय परिस्थितियों के अनुसार सख्ती से सेट किया जाना चाहिए। इसके साथ ही, उच्च {{5}वोल्टेज बसबारों को प्रभावी इन्सुलेशन उपचार की आवश्यकता होती है, जैसे कवरिंग के लिए हीट सिकुड़न टयूबिंग या उच्च प्रदर्शन पीआई फिल्म का उपयोग करना, वोल्टेज आवश्यकताओं का सामना करने वाले कड़े इन्सुलेशन को पूरा करने के लिए। विशिष्ट परीक्षण मानकों में जटिल परिस्थितियों में स्थिर संचालन सुनिश्चित करने के लिए AC 3000V झेलने वाले वोल्टेज परीक्षण और DC 1000V इन्सुलेशन प्रतिरोध परीक्षण शामिल हैं।

 

वर्तमान वहन क्षमता और तापमान वृद्धि नियंत्रण ऑटोमोटिव बसबार प्रदर्शन के मूल्यांकन के लिए मुख्य संकेतक हैं। बसबार की वर्तमान वहन क्षमता उसके क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के साथ सकारात्मक रूप से सहसंबद्ध होती है; हालाँकि, व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, परिवेश के तापमान, गर्मी अपव्यय की स्थिति और लेआउट जैसे कारकों पर भी विचार किया जाना चाहिए। यह ध्यान देने योग्य है कि बंद बैटरी पैक वातावरण में, प्राकृतिक ताप अपव्यय प्राथमिक ताप अपव्यय विधि बन जाता है; इसलिए, उचित क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र डिजाइन और थर्मल वितरण अनुकूलन विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। ईवी बैटरी बसबार अनुप्रयोगों में, अत्यधिक उच्च स्थानीय तापमान वृद्धि न केवल चालकता को प्रभावित करती है, बल्कि इन्सुलेशन सामग्री की उम्र बढ़ने में भी तेजी ला सकती है और सिस्टम का जीवनकाल कम कर सकती है।

 

संपर्क प्रतिरोध बसबार सिस्टम की स्थिरता को प्रभावित करने वाला एक प्रमुख कारक है, जो मुख्य रूप से कनेक्शन इंटरफ़ेस, सतह उपचार और सामग्री गुणों पर संपर्क दबाव पर निर्भर करता है। ऑटो बस बार कनेक्शन डिज़ाइन में, टिन प्लेटिंग या निकल प्लेटिंग का उपयोग अक्सर इंटरफ़ेस प्रतिरोध को कम करने और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में सुधार करने के लिए किया जाता है। विशेष रूप से ईवी के लिए टिन {{2}प्लेटेड कॉपर बसबार अनुप्रयोगों में, टिन प्लेटिंग परत न केवल चालकता स्थिरता में सुधार करती है बल्कि वेल्डिंग और कनेक्शन प्रदर्शन को भी महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है। बोल्ट प्रीलोड (आमतौर पर सामग्री की उपज शक्ति का 50% -70%) को उचित रूप से नियंत्रित करने से संपर्क प्रतिरोध को कम किया जा सकता है और स्थानीय हीटिंग के कारण प्रदर्शन में गिरावट को रोका जा सकता है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

कनेक्शन विधियों के संबंध में, उच्च -वोल्टेज बसबार मुख्य रूप से लेजर वेल्डिंग और बोल्ट कनेक्शन का उपयोग करते हैं। लेजर वेल्डिंग, अपने बेहद कम संपर्क प्रतिरोध, उच्च कनेक्शन ताकत और उत्कृष्ट सीलिंग प्रदर्शन के कारण, बैटरी कोशिकाओं के बीच श्रृंखला {{2}समानांतर संरचनाओं में व्यापक रूप से उपयोग की जाती है और उच्च विश्वसनीयता प्राप्त करने के लिए एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है। नई ऊर्जा वाहन फिल्म कैपेसिटर बसबार्स जैसे उच्च परिशुद्धता कनेक्शन परिदृश्यों में, लेजर वेल्डिंग प्रभावी ढंग से प्रवाहकीय निरंतरता और संरचनात्मक स्थिरता सुनिश्चित करती है। हालाँकि, इस प्रक्रिया के लिए महत्वपूर्ण उपकरण निवेश और प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से एल्यूमीनियम वेल्डिंग में, जहां ऑक्सीकरण को रोकने के लिए अक्रिय गैस संरक्षण आवश्यक है।

 

इसके विपरीत, बोल्ट वाले कनेक्शन अधिक असेंबली लचीलेपन की पेशकश करते हैं और आमतौर पर मॉड्यूल के बीच या उच्च वोल्टेज इंटरफ़ेस घटकों के बीच कनेक्शन के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऑटोमोटिव पावर कनेक्टर सिस्टम में, कनेक्शन इंटरफ़ेस पर स्थिर संपर्क सुनिश्चित करने के लिए बोल्ट कनेक्शन को सख्त चरणबद्ध कसने की रणनीति की आवश्यकता होती है। हालाँकि यह विधि कई डिसअसेम्बली और रीअसेम्बली का समर्थन करती है, लेकिन लंबे समय तक कंपन के तहत अनुचित प्रीलोड नियंत्रण से संपर्क प्रतिरोध में वृद्धि हो सकती है, जिससे सिस्टम की विश्वसनीयता प्रभावित हो सकती है। इसलिए, टिन प्लेट बसबार ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों में, कनेक्शन स्थिरता में सुधार के लिए एंटी लूज़िंग संरचनाओं या कोटिंग तकनीकों को अक्सर संयोजित किया जाता है।

 

लेआउट डिज़ाइन स्तर पर, उच्च वोल्टेज बसबारों को विद्युत प्रदर्शन और यांत्रिक सुरक्षा को संतुलित करना चाहिए। सबसे पहले, संभावित टकराव वाले क्षेत्रों में बसबारों से बचा जाना चाहिए, तेज धातु के किनारों और फास्टनरों से दूर रखा जाना चाहिए, और सुरक्षा मंजूरी को डिजाइन विनिर्देशों को पूरा करना चाहिए। दूसरा, प्रतिरोध हानि को कम करने और सिस्टम दक्षता को अनुकूलित करने के लिए वर्तमान पथों को कम किया जाना चाहिए। बसबार कार सिस्टम में, नियंत्रण प्रणाली पर विद्युत चुम्बकीय हस्तक्षेप के प्रभाव को कम करने के लिए उच्च {{4}वोल्टेज लाइनों को कम वोल्टेज सिग्नल हार्नेस से अलग से बिछाया जाना चाहिए।

 

जब कई बसबारों को समानांतर में व्यवस्थित किया जाता है, तो गर्मी संचय से बचने और स्थानीय ओवरहीटिंग को रोकने के लिए पर्याप्त दूरी बनाए रखी जानी चाहिए। इसके अलावा, ऑटोमोटिव ग्राउंड बस बार के डिजाइन में, वाहन की विद्युत प्रणाली के सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए ग्राउंडिंग पथ की निरंतरता और विश्वसनीयता पर विशेष ध्यान दिया जाना चाहिए। लचीले बसबारों के लिए, कंपन के कारण होने वाली थकान के जोखिम को कम करने के लिए आमतौर पर समर्थन या निश्चित संरचनाओं की आवश्यकता होती है, जबकि कुशनिंग सामग्री सदमे प्रतिरोध को बढ़ा सकती है।

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

संरचनात्मक विवरण के संदर्भ में, विद्युत क्षेत्र की सघनता को कम करने और टिप डिस्चार्ज के जोखिम से बचने के लिए बसबारों के किनारों को चैम्फर्ड किया जाना चाहिए। इसके साथ ही, उच्च प्रदर्शन वाली इन्सुलेट सामग्री जैसे कि का अनुप्रयोगऑटोमोटिव बसबार पीईटी इन्सुलेशनसिस्टम की इन्सुलेशन विश्वसनीयता और पर्यावरणीय अनुकूलनशीलता में और सुधार हो सकता है। कुल मिलाकर, उच्च {{1}वोल्टेज बसबारों का डिज़ाइन एक बहु-आयामी, सहयोगी सिस्टम इंजीनियरिंग परियोजना है जिसमें सामग्री, विद्युत प्रणाली, संरचनाएं और प्रक्रियाएं शामिल हैं; नई ऊर्जा वाहन बैटरी प्रणालियों के सुरक्षित और कुशल संचालन के लिए इसका प्रदर्शन अनुकूलन महत्वपूर्ण है।