تحليل تقنية Busbar المتكاملة لحزمة البطارية CCS واتجاهات تطوير السوق

 

في نظام بطارية الطاقة لمركبات الطاقة الجديدة، تعد الاتصالات الفعالة والآمنة بين خلايا البطارية أمرًا بالغ الأهمية لأداء السيارة بشكل عام. لتحقيق متطلبات الجهد العالي والطاقة العالية، يتم عادةً دمج خلايا البطارية المتعددة بشكل متسلسل ومتوازي لتشكيل وحدات البطارية. في هذه العملية، تلعب قضبان التوصيل دورًا مركزيًا في التوصيل الكهربائي.

 

في التصميمات التقليدية، يعتمد أخذ عينات الجهد ودرجة الحرارة لكل خلية بطارية عادةً على نظام منفصل لتسخير الأسلاك. ومع ذلك، فإن هذا الأسلوب لا يستهلك مساحة كبيرة فحسب، بل يعقد أيضًا الأسلاك ويقلل من مستوى أتمتة التجميع. مع الاتجاه المتسارع نحو الوزن الخفيف والأتمتة في مركبات الطاقة الجديدة، ظهرت تقنية قضبان التوصيل المتكاملة CCS (نظام الاتصال الخلوي).

 

تعمل أشرطة التوصيل المدمجة CCS على دمج مكونات الحصول على الإشارة (مثل FPCs وPCBs وFFCs) مع قضبان ناقل البطارية وموصلات شريط التوصيل والمكونات الهيكلية العازلة. من خلال الضغط الحراري، أو التثبيت، أو اللحام بالموجات فوق الصوتية، يتيح الهيكل المتكامل سلسلة الجهد العالي-والتوصيل المتوازي لخلايا البطارية، بالإضافة إلى أخذ عينات الجهد ودرجة الحرارة. وتشمل مكوناته الأساسية ما يلي:

 

* قضبان توصيل من النحاس أو الألومنيوم (شريط ناقل طرفي لبطارية السيارات، قضيب توصيل طاقة السيارات، شريط ناقل الطاقة)؛
* العزل (عوازل بسبار)؛
* مكونات الموصل (موصل شريط الناقل، موصل بسبار السيارات)؛
* دوائر اكتساب الإشارة (FPC/PCB).

 

ينقل هذا النظام إشارات الجهد ودرجة الحرارة إلى نظام إدارة المباني وهو مكون حاسم في نظام إدارة البطارية.

 

 

 

 

بالمقارنة مع قضبان توصيل الأسلاك التقليدية، توفر أنظمة قضبان التوصيل المتكاملة CCS (أنظمة قضبان توصيل السيارات) المزايا المهمة التالية:

 

1. التكامل الهيكلي وخفيفة الوزن
يؤدي استخدام FPC وPCB كحاملات لالتقاط الإشارة إلى استبدال أحزمة الأسلاك المرهقة، مما يؤدي إلى نظام أخف وزنًا وأرق مع تحسين استخدام المساحة، مما يلبي متطلبات التصميم المدمج لمركبات الطاقة الجديدة.

 

2. مستوى عال من أتمتة التجميع
يتيح الهيكل المعياري لنظام القضبان التجميع السريع ويمكن دمجه مع المعدات الآلية، مما يقلل بشكل كبير من العمل اليدوي ويحسن اتساق الإنتاج.

 

3. تحسين المتانة والسلامة
تعمل تقنية الضغط الساخن-المتكاملة على تحسين إحكام الخط ومقاومته للرطوبة والتآكل بشكل كبير. غالبًا ما يتم دمج هياكل حماية التيار الزائد في تصميم قضيب توصيل السيارات لمنع الحمل الزائد للخلية وتعزيز سلامة الحزمة بشكل عام.

 

4. توحيد وتوافق قوي
يمكن تكييف وحدة تصميم شريط التوصيل بمرونة مع أحجام الخلايا وتخطيطاتها المختلفة، مما يسهل التصنيع على نطاق واسع- ويقلل تكاليف التطوير والتجميع.

 

5. أداء كهربائي مستقر
تحافظ موصلات الألومنيوم-النحاسية عالية الجودة- المدمجة مع الطبقة العازلة من Busbar Insulations على نقل مقاومة منخفضة حتى في ظل ظروف التيار العالية، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة توصيل النظام بشكل عام.

 

 

يتضمن تصنيع قضبان التوصيل المدمجة CCS عادةً الخطوات الرئيسية التالية:

 

1. قطع الفيلم والمعالجة المسبقة

يتم قطع الغشاء العازل، لوح السيليكون، لوح التيفلون، والمواد الأخرى إلى أبعاد محددة لضمان دقة الضغط الساخن اللاحق.

 

2. ما قبل -التجميع

يتم تكديس المواد الموصلة (صفائح النحاس والألومنيوم)، والمواد العازلة، والمكونات الإلكترونية بشكل تسلسلي لتشكيل الهيكل المراد ضغطه. تعتبر هذه الخطوة ضرورية لتوحيد وموثوقية المسار الموصل لشريط ناقل السيارات.

 

3. صب الصحافة الساخنة

باستخدام مكبس كهربائي ساخن بزاوية 160 درجة تقريبًا، يتم ربط طبقات المواد معًا بإحكام لتكوين الهيكل المتكامل لأنظمة BusBar أو BusBar Power Automotive.

 

4. اللحام والتثبيت

يتم عادةً لحام المكونات المعدنية باستخدام اللحام بالليزر أو بالموجات فوق الصوتية، مع استخدام بعض الهياكل للتثبيت الآلي للتثبيت الميكانيكي والكهربائي.

 

5. الفحص والتجميع الآلي
يحدد الفحص البصري لـ CCD الخدوش وعيوب التبويب والتلوث. يتم بعد ذلك دمج النظام مع مستشعر درجة الحرارة والمكونات الهيكلية البلاستيكية لتشكيل مجموعة كاملة لحافلات السيارات.

 

6. التنظيف والتفتيش
بعد التنظيف بالكحول، يتم إجراء اختبار نهائي للاستمرارية والعزل للتأكد من مطابقتها لمعايير السلامة والأداء الكهربائي.

 

من خلال العمليات المذكورة أعلاه، يتم دمج شريط ناقل البطارية ودوائر الحصول على الإشارة في عملية إنتاج واحدة، مما يؤدي إلى إنشاء نظام موصل شريط ناقل للسيارات موثوق به للغاية.

 

 

مدفوعة بأهداف "الكربون المزدوج"، تستمر المبيعات العالمية لمركبات الطاقة الجديدة في الارتفاع، مما يؤدي بشكل مباشر إلى التوسع في أسواق بطاريات الطاقة وأنظمة Bus Bar Systems. وفقًا لشركة EVTank، ستتجاوز المبيعات العالمية لمركبات الطاقة الجديدة 52 مليونًا بحلول عام 2030، مع تجاوز نسبة اختراق السوق 50%.

 

استنادًا إلى تكوين وحدة البطارية المتوسطة، من المتوقع أن يتم تجهيز كل مركبة بما يقرب من تسع وحدات بطارية، كل منها مجهزة بشريط توصيل مدمج CCS واحد ويتوافق مع طبقة أو طبقتين من طبقات إشارة FPC. بتقدير متحفظ، تبلغ قيمة نظام CCS (بما في ذلك موصل قضيب التوصيل وشريط ناقل البطارية) لكل مركبة أكثر من 1000 يوان.

 

من المقدر أن ينمو حجم السوق المشترك لـ FPC وCCS من حوالي 17.3 مليار يوان في عام 2022 إلى 39.4 مليار يوان في عام 2025، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ حوالي 31.7%. ويعود هذا النمو في المقام الأول إلى العوامل التالية:

 

* زيادة تركيبات النظام نتيجة لزيادة مبيعات مركبات الطاقة الجديدة؛
* زيادة الطلب على قضبان التوصيل لكل وحدة بسبب سعة وحدة البطارية المحسنة وهيكلها؛
* يؤدي الاتجاه نحو التصنيع الذكي إلى إجراء ترقيات في المكونات الرئيسية مثل قضبان حافلات السيارات وعوازل قضبان التوصيل.

 

في المستقبل، مع تعميق التكامل الهيكلي والنموذجي للمركبة الكهربائية، ستزداد قضبان توصيل الطاقة وموصلات قضبان التوصيل

التطور نحو موصلية أعلى وعزل أعلى وموثوقية أعلى. ذكيقضبان الحافلات الطرفية لبطارية السيارات(ACCS)، التي تدمج الحصول على الإشارة، والمراقبة الحالية، والإدارة الحرارية، ستصبح سائدة في الصناعة.