Yangi energiya vositalari uchun-yuqori kuchlanishli elektr integratsiyasi texnologiyasini tahlil qilish: laminatlangan shinalar elektr haydovchi tizimlarining evolyutsiyasini yuqori quvvat va yengillikka olib keladi

Yangi energiya vositalari (NEV) yuqori kuchlanish, yuqori quvvat va ko'proq integratsiyaga qarab rivojlanar ekan, avtomobil elektr arxitekturasi chuqur o'zgarishlarni boshdan kechirmoqda. 800V yuqori kuchlanishli platformalar va innovatsion akkumulyator tizimi tuzilmalaridan tortib, elektr haydovchi tizimlarining “barchasi-bir-bir” integratsiyasigacha, samarali, xavfsiz va ixcham quvvat uzatish yechimlari avtomobilning umumiy ishlashini oshirish uchun muhim asosga aylandi.

 

NEV'larda tortish batareyasi, elektr haydovchi tizimi, zaryadlash tizimi va yuqori{0}}yordamchi yuqori voltli uskunalar o'rtasida quvvat uzatish ko'plab yuqori kuchlanishli ulanish komponentlarini talab qiladi. An'anaviy o'tkazgich simlari va standart mis shinalar asosiy ulanish ehtiyojlarini qondirar ekan, ular yuqori oqimlar, yuqori chastotali kommutatsiyalar va yuqori darajada integratsiyalangan fazoviy sxemalar bilan tavsiflangan-tok o'tkazuvchanligi, elektromagnit moslashuv (EMC), o'rnatish maydoni va ishonchliligi bilan bog'liq muammolarga tobora ko'proq duch kelmoqda.

 

Past parazitlik induktivligi, yuqori tok oʻtkazuvchanligi, ixcham tuzilishi va moslashuvchan oʻrnatish--laminlangan shinalari-NEVlarda yuqori kuchlanishli elektr ulanishlari uchun asosiy yechim sifatida paydo boʻldi. Ular akkumulyator to'plamlarida, motor kontrollerlarida, invertorlarda, quvvat modullarida va quvvat taqsimlash tizimlarida keng qo'llaniladi.

 

 

 

NEVsning yuqori voltli tizimlari odatda bir nechta modullarni o'z ichiga oladi, jumladan, tortish batareyasi, yuqori kuchlanishli quvvat taqsimlash bloki (PDU), motor boshqaruvchisi,-bortdagi zaryadlovchi (OBC) va konditsioner kompressor. Avtomobil kuchlanish platformalari 400V dan 800V yoki undan yuqoriroqqa oʻtayotganda, elektr ulanish tizimlari bir vaqtning oʻzida yuqori tok uzatish, elektr izolyatsiyasi, xavfsizlik va ishonchlilik hamda makonni optimallashtirish boʻyicha qatʼiy talablarga javob berishi kerak.

 

An'anaviy kabel ulanishlari bilan solishtirganda, shina konstruktsiyalari bo'sh joydan ustun foydalanish va barqaror elektr ishlashini taklif qiladi. Berilgan kesma maydoni uchun mis o'tkazgichlar oqim o'tkazish uchun samaraliroq yo'lni ta'minlaydi; bundan tashqari, ularning qattiq tuzilishi ularni uzoq muddatli-avtomobil tebranishining ta'siriga kamroq sezgir qiladi.

 

Yuqori{0}}quvvatli elektr haydovchi tizimlarida past-indüktans ulanishi muhim dizayn parametriga aylandi. Masalan, yuqori tezlikdagi kommutatsiya qurilmalaridan foydalanadigan quvvatni konvertatsiya qilish tizimlarida parazitar indüktans kommutatsiya hodisalari paytida kuchlanishning keskin ko'tarilishiga olib kelishi mumkin, bu esa komponentlarning xavfsiz ishlashini xavf ostiga qo'yishi mumkin. Shunday qilib, tizim ishonchliligini oshirish uchun ulanish pallasida adashgan induktivlikni minimallashtirish juda muhimdir.

 

IGBT quvvat modullaridan foydalanadigan haydovchi tizimlari uchun motorli drayvlar uchun mo'ljallangan laminatlangan shinalar ijobiy va salbiy o'tkazgichlarning joylashishini optimallashtirishi mumkin. Bu yanada ixcham oqim aylanishini yaratadi va shu bilan tizimning parazit parametrlarini kamaytiradi va quvvatni o'zgartirish samaradorligini oshiradi. Laminatsiyalangan shinalarning strukturaviy afzalliklari va past-induktivlik dizayn tamoyillari

 

An'anaviy bir qatlamli mis shinalar odatda katta o'rnatish joyini talab qiladi va musbat va salbiy terminallar o'rtasida katta magnit maydon halqalarini hosil qiladi. Oqim tez o'zgarganda, bu katta halqa maydoni yuqori parazitar (tarqatilgan) indüktans hosil qiladi.

Laminatsiyalangan shinalar bir nechta Supero'tkazuvchilar qatlamlar va izolyatsion materiallarning kompozit tuzilishidan foydalanadi. Muayyan dizayn talablariga muvofiq qarama-qarshi polaritning Supero'tkazuvchilar qatlamlarini yig'ish orqali ijobiy va salbiy oqimlar yaqinlikdagi qarama-qarshi yo'nalishda oqadi; bu pastadir induktivligini kamaytirish uchun elektromagnit maydonni bekor qilish tamoyilidan foydalanadi.

 

Ushbu tuzilma nafaqat oqim yo'lini qisqartiradi, balki magnit oqim hosil bo'ladigan maydonni ham minimallashtiradi va shu bilan yuqori tezlikdagi kommutatsiya muhitlarida elektr unumdorligini sezilarli darajada yaxshilaydi.

 

Yangi energiyali avtomobil invertorlarida IGBT{0}}asosidagi motor drayverlari uchun laminatlangan shinalar quvvat modullariga doimiy kirish va oʻzgaruvchan tok chiqishi uchun barqaror ulanish yoʻllarini taʼminlaydi. Bu yuqori chastotali kommutatsiya paytida IGBT modullaridagi kuchlanish tebranishlarini minimallashtiradi va tizimning umumiy ish barqarorligini oshiradi.

 

Bundan tashqari, laminatlangan struktura issiqlik tarqalishini samarali ravishda yaxshilaydi. An'anaviy o'tkazgichlar bilan solishtirganda, tekislik o'tkazgich strukturasi issiqlik tarqalishi uchun kattaroq sirt maydonini taqdim etadi, bu esa uzoq vaqt davomida yuqori{1}}oqim ishlaganda harorat ko'tarilishini cheklashga yordam beradi.

 

 

Dvigatel boshqaruvchisi yangi energiya vositalarida quvvat tashuvchisining asosiy komponentidir; uning asosiy vazifasi quvvat akkumulyatorining doimiy chiqishini dvigatelni boshqarish uchun zarur bo'lgan ACga aylantirishdir. Bu jarayon inverter ichida yuqori{1}}chastotali, yuqori{2}}quvvat energiya konvertatsiyasini o'z ichiga oladi, bu esa ichki o'zaro ulanish tuzilishiga qattiq talablar qo'yadi.

 

Inverter ichidagi shinalar uchta asosiy bo'lim bo'ylab quvvatni uzatish uchun javobgardir: doimiy oqim, quvvat modulining o'zaro ulanishi va AC chiqishi.

 

DC kirish bosqichida shina odatda oqim to'lqinini kamaytirish va kuchlanishni barqarorlashtirish uchun filtrlash kondansatkichlariga yoki DC havola kondansatkichlariga ulanadi. Shinani kondansatör tuzilishi bilan birlashtirish ulanish masofalarini qisqartiradi, ulanish nuqtalari sonini kamaytiradi va tizimning ixchamligini oshiradi.

 

Kondensator ulanish tuzilmalarini shina konstruktsiyasi bilan birlashtirgan holda, doimiy to'lqinli aloqa soddalashtiriladi va yig'ish murakkabligi kamayadi.

 

Quvvat moduli ulanishi hududida laminatlangan shinalar IGBT modulining joylashuviga- mos keladigan tarzda aniq ishlab chiqilgan boʻlishi kerak, bunda terminal joylashuvi, oʻtkazgich qalinligi, izolyatsiyalash boʻshligʻi va oʻrnatish usullari- hamda elektr quvvati va mexanik ishonchliligini taʼminlash kabi parametrlarni hisobga olish kerak. Yuqori quvvatli inverter ilovalari uchun yuqori oqimlar uchun moʻljallangan qatlamli shinalar ogʻir{4}}yordamli quvvat uzatish talabini qondiradi, shu bilan birga induktivlik va issiqlik qarshiligini kamaytirish uchun strukturaviy dizaynni optimallashtiradi; ular yangi energiya vositalari, quvvat uskunalari va sanoat haydovchi tizimlari uchun javob beradi.

 

 

 

Yangi energiya vositalari 800V yuqori{1}}voltajli platformalarga oʻtayotganda, izolyatsiya dizaynining ahamiyati tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda.

 

Yuqori kuchlanishli muhitda shinalar nafaqat uzluksiz kuchlanishga, balki tebranishlarga, harorat o'zgarishiga va avtomobilning ishlashi paytida yuzaga keladigan kuchlanishning keskin o'zgarishiga ham bardosh berishi kerak. Binobarin, izolyatsiyalash materiallarining ishlashi, o'tish masofalari va elektr bo'shliqlarining dizayni shina rivojlanishining asosiy omillariga aylandi.

 

Laminatsiyalangan shinalar odatda PET, PI, epoksi qatroni yoki chang qoplamasi kabi izolyatsiyalash usullarini qo'llaydi, materiallar maxsus dastur talablari asosida tanlangan.

 

Masalan, laklangan izolyatsiyalangan shinalar (VIB) izolyatsiyalovchi qoplama orqali o'tkazgichlarni himoya qilishni yaxshilaydi, shu bilan birga mukammal bo'shliq samaradorligini saqlaydi va ularni ixcham elektr aloqasi muhitlari uchun ideal qiladi.

 

An'anaviy sleeve izolyatsiyasi bilan solishtirganda, integratsiyalangan izolyatsiyalash strukturasi bo'sh joy sarfini minimallashtiradi, natijada ixchamroq yuqori kuchlanishli ulanish tizimi paydo bo'ladi.

 

 

Yangi energiya vositalarining elektr tizimlari ham qisqa{0}}diapazonli ulanishlar-uchun, masalan, akkumulyatorlar va elektr haydovchi bloklaridagilar-va tortishish batareyasi, yuqori-kuchlanish quvvati taqsimlash bloki va haydovchi tizimi o'rtasida uzoq-uzoq masofaga energiya uzatish uchun yechimlarni talab qiladi.

 

An'anaviy yuqori kuchlanishli kabellar moslashuvchanlikni ta'minlasa-da, ular og'ir, katta joy egallaydi va o'rnatish vaqtida katta egilish radiuslarini talab qiladi.

 

Aksincha, moslashuvchan va kompozit shina yechimlari yuqori oqim oʻtkazuvchanligini saqlab turganda-fazoviy moslashuvchanlikni taʼminlaydi. Mis va alyuminiy kabi o'tkazgich materiallarini birlashtirib, tizimning og'irligi yanada kamayishi, xarajat va ishlash o'rtasidagi optimal muvozanatga erishish mumkin.

 

Elektr lokomotiv shinalari uchun dastlab ishlab chiqilgan yuqori-ishonchli ulanish kontseptsiyalari tobora ko'proq yangi energiya vositalariga, katta hajmdagi energiya saqlash tizimlariga va temir yo'l tranziti uchun elektr jihozlariga tatbiq etilmoqda.

 

Murakkab quvvat taqsimlash tizimlari uchun modulli dizayn bir nechta parallel o'tkazgichlarni o'rnatish bilan bog'liq murakkablikni kamaytiradi va shu bilan avtomatlashtirilgan yig'ishni osonlashtiradi.

 

 

Tortishish batareyasi tizimi eng ko'p elektr ulanishlarini o'z ichiga olgan yangi energiya vositasining eng murakkab tarkibiy qismlaridan biridir. CTP (Cell-to-Pack) va CTC (Cell-to-Chassisi) kabi batareyaning strukturaviy texnologiyalari evolyutsiyasi bilan hujayra integratsiyasi darajasi o'sishda davom etmoqda va bu ichki o'zaro bog'lanish yechimlariga yuqori talablarni qo'yadi.

 

Kabellar va metall oʻzaro ulash yorliqlari kabi-anʼanaviy usullar-koʻpincha murakkablik, montajning past samaradorligi va koʻp sonli hujayralarni ulashda ishonchlilik muammolari bilan kurashadi.

 

Katta o'tkazuvchan sirt maydonlari va yuqori strukturaviy barqarorlik bilan ajralib turadigan shina konstruktsiyalari bir vaqtning o'zida oqim uzatish va signalni yig'ish sxemasiga bo'lgan ehtiyojni qondirishi mumkin.

 

Moslashuvchan bosilgan kontaktlarning zanglashiga olib (FPC), harorat sensorlari va kuchlanish monitoringi liniyalari bilan integratsiyalashgan holda, shinalar quvvat akkumulyatorlarining o'zaro ulanishi uchun integratsiyalashgan dizaynni ta'minlaydi.

 

Yangi energiyali transport vositalari (NEV) akkumulyator tizimlari yuqori integratsiya, miniatyuralashtirish va aql-idrokka tobora ko‘proq ustuvor ahamiyat berayotganligi sababli, elektr quvvatini taqsimlash bo‘yicha shina yechimlari quvvat akkumulyatorlari, yuqori kuchlanish-quvvat taqsimoti va energiyani boshqarish tizimlarida-ko‘proq muhim rol o‘ynaydi.

 

 

NEVs yuqori unumdorlikka tomon rivojlanar ekan, shina texnologiyasi oddiy oʻtkazuvchan komponentlardan keng qamrovli, tizimli{0}}darajadagi elektr yechimlariga oʻtmoqda.

 

Laminatsiyalangan shinalardagi kelajakdagi ishlanmalar bir nechta asosiy yo'nalishlarga qaratiladi:

Birinchisi, past-induktivlik dizayni. SiC (Silicon Carbide) kabi yuqori{2}}tezkor quvvat qurilmalaridan foydalanish ortib borishi bilan tizimlar kommutatsiya paytida kuchlanish tebranishlarini minimallashtirish uchun qisqaroq va ixcham oqim davrlarini talab qiladi.

 

Ikkinchisi - yuqori integratsiya. Shinalar funktsional modullikka erishish uchun kondensatorlar, sensorlar, himoya qurilmalari va boshqaruv komponentlarini tobora ko'proq o'z ichiga oladi.

 

Uchinchisi - engil dizayn. Alyuminiy o'tkazgichlar, mis{1}}alyuminiy kompozit konstruktsiyalar va ilg'or ishlab chiqarish jarayonlaridan foydalanish avtomobil og'irligini kamaytirishga va haydash masofasini kengaytirishga yordam beradi.

 

Bundan tashqari, shinalar tizimning optimal muvofiqligini taʼminlash uchun-elektr parametrlari, oʻrnatish maydoni va atrof-muhit sharoitlariga moslashtirilgan-maxsus ilovalar uchun moslashtirilishi mumkin.
 

 

 

NEVsning rivojlanish traektoriyasi faqat akkumulyator quvvatini oshirishdan tizim samaradorligini oshirishga, tuzilmalarni optimallashtirishga va umumiy integratsiya imkoniyatlarini yaxshilashga o'tmoqda.

 

Ichki quvvat akkumulyatori ulanishi va inverter quvvatini avtomobil{0}}keng yuqori{1}}kuchli quvvat taqsimotiga aylantirishdan tortib, shina texnologiyasi NEV yuqori-kuchlanish tizimlarining asosiga aylanmoqda.

 

Past induktivlik, yuqori ishonchlilik va yuqori integratsiyani ta'kidlaydigan dizayn tamoyillari asosida{0}}muqobil energiya uchun mis shinalar- kabi ilg'or o'tkazuvchan yechimlar NEVs, energiya saqlash tizimlari va yangi energiya uskunalari sektorlarida muhim rol o'ynashda davom etadi. Kelajakda 800V platformalar, yuqori-quvvatli elektr yuritma tizimlari va aqlli energiya tizimlarini rivojlantirish asosida,laminatlangan shinalaru oddiy ulanish komponentlaridan tashqari rivojlanib, yangi energiya vositalarining yuqori-samarador elektr energiyasini boshqarish tizimlari uchun asosiy texnologik poydevorga aylanadi.