Analýza technologie integrované přípojnice CCS baterie a trendů vývoje trhu

 

V systému napájecích baterií nových energetických vozidel jsou efektivní a bezpečná spojení mezi články baterií zásadní pro celkový výkon vozidla. Pro dosažení vysokého napětí a vysokých požadavků na napájení se více bateriových článků typicky kombinuje v sérii a paralelně do bateriových modulů. V tomto procesu hrají přípojnice ústřední roli v elektrickém připojení.

 

V tradičních konstrukcích se vzorkování napětí a teploty pro každý článek baterie obvykle opírá o samostatný systém kabelových svazků. Tento přístup však nejen že spotřebovává mnoho místa, ale také komplikuje kabeláž a snižuje úroveň automatizace montáže. Se zrychlujícím se trendem směrem k odlehčení a automatizaci v nových energetických vozidlech se objevila integrovaná technologie přípojnic CCS (Cell Contact System).

 

Integrované přípojnice CCS integrují komponenty pro získávání signálu (jako jsou FPC, PCB a FFC) s bateriovými přípojnicemi, konektory přípojnic a izolačními konstrukčními součástmi. Prostřednictvím tepelné komprese, nýtování nebo ultrazvukového svařování umožňuje integrovaná struktura vysokonapěťové sériové a paralelní připojení bateriových článků a také vzorkování napětí a teploty. Mezi jeho základní součásti patří:

 

* Měděné nebo hliníkové vodivé přípojnice (koncová přípojnice automobilové baterie, automobilová napájecí přípojnice, napájecí přípojnice);
* Izolace (izolace přípojnic);
* Komponenty konektoru (konektor sběrnice, konektor automobilové přípojnice);
* Obvody pro sběr signálu (FPC/PCB).

 

Tento systém přenáší signály napětí a teploty do BMS a je kritickou součástí systému řízení baterie.

 

 

 

 

Ve srovnání s tradičními přípojnicemi kabelového svazku nabízí integrované přípojnicové systémy CCS (Automotive Bus Bar Systems) následující významné výhody:

 

1. Strukturální integrace a lehkost
Použití FPC a PCB jako nosičů pro získávání signálu nahrazuje těžkopádné kabelové svazky, což má za následek lehčí a tenčí systém s lepším využitím prostoru, splňující požadavky na kompaktní design nových energetických vozidel.

 

2. Vysoká úroveň automatizace montáže
Modulární struktura přípojnicového systému umožňuje rychlou montáž a může být integrována s automatizovaným zařízením, což výrazně snižuje manuální práci a zlepšuje konzistenci výroby.

 

3. Vylepšená odolnost a bezpečnost
Integrovaná technologie lisování za tepla-výrazně zlepšuje utěsnění linky, odolnost proti vlhkosti a odolnost proti korozi. Nadproudové ochranné struktury jsou často začleněny do konstrukce automobilové přípojnice, aby se zabránilo přetížení článků a zlepšila se celková bezpečnost balení.

 

4. Silná standardizace a kompatibilita
Konstrukční modul přípojnic lze flexibilně přizpůsobit různým velikostem a uspořádáním buněk, což usnadňuje velko{0}}výrobu a snižuje náklady na vývoj a montáž.

 

5. Stabilní elektrický výkon
Vysoce{0}}kvalitní měděné- hliníkové vodiče v kombinaci s izolační vrstvou Busbar Insulations udržují nízkou impedanci přenosu i za podmínek vysokého proudu, čímž zlepšují celkovou účinnost vodivosti systému.

 

 

Výroba integrovaných přípojnic CCS obvykle zahrnuje následující klíčové kroky:

 

1. Řezání filmu a předúprava

Izolační fólie, silikonová fólie, teflonová fólie a další materiály jsou řezány na stanovené rozměry, aby byla zajištěna přesnost následného lisování za tepla.

 

2. Před-sestavení

Vodivé materiály (měděné a hliníkové plechy), izolační materiály a elektronické součástky jsou naskládány postupně, aby vytvořily strukturu, která má být lisována. Tento krok je rozhodující pro jednotnost a spolehlivost vodivé cesty automobilové sběrnice.

 

3. Lisování za tepla

Pomocí elektrického horkého lisu o přibližně 160 stupních jsou vrstvy materiálu pevně spojeny dohromady a tvoří integrální strukturu systémů přípojnic nebo automobilových napájecích přípojnic.

 

4. Svařování a nýtování

Kovové součásti jsou obvykle svařovány pomocí laserového nebo ultrazvukového svařování, přičemž některé struktury využívají automatizované nýtování pro mechanické i elektrické upevnění.

 

5. Automatická kontrola a montáž
Vizuální kontrola CCD identifikuje škrábance, vady jazýčku a kontaminaci. Systém je poté integrován s teplotním čidlem a plastovými konstrukčními součástmi a tvoří tak kompletní sestavu automobilové přípojnice.

 

6. Čištění a kontrola
Po vyčištění alkoholem se provede závěrečný test kontinuity a izolace, aby se zajistilo splnění bezpečnostních a elektrických norem.

 

Prostřednictvím výše uvedených procesů jsou bateriová sběrnice a obvody pro získávání signálu integrovány do jednoho výrobního procesu, čímž vzniká vysoce spolehlivý automobilový konektorový systém sběrnic.

 

 

Díky cílům „Dual Carbon“ celosvětový prodej nových energetických vozidel nadále stoupá, což přímo pohání expanze trhů s napájecími bateriemi a systémy sběrnic. Podle EVTank překročí celosvětový prodej nových energetických vozidel do roku 2030 52 milionů, přičemž penetrace trhu přesáhne 50 %.

 

Na základě průměrné konfigurace bateriových modulů se očekává, že každé vozidlo bude vybaveno přibližně devíti bateriovými moduly, z nichž každý je vybaven jednou integrovanou přípojnicí CCS a odpovídá jedné až dvěma signálovým vrstvám FPC. Při konzervativním odhadu je hodnota systému CCS (včetně konektoru přípojnice a přípojnice baterie) na vozidlo přes 1 000 juanů.

 

Odhaduje se, že celková velikost trhu FPC a CCS poroste z přibližně 17,3 miliard juanů v roce 2022 na 39,4 miliard juanů v roce 2025 se složenou roční mírou růstu přibližně 31,7 %. Tento růst je způsoben především následujícími faktory:

 

* Zvýšený počet instalací systému vedený zvýšeným prodejem nových energetických vozidel;
* Zvýšená poptávka po přípojnicích na jednotku díky optimalizované kapacitě a struktuře bateriového modulu;
* Trend k inteligentní výrobě vede k modernizaci klíčových komponent, jako jsou automobilové přípojnice a izolace přípojnic.

 

V budoucnu, jak se bude prohlubovat strukturální integrace a modularizace elektrických vozidel, budou napájecí přípojnice a přípojnicové konektory dále pokračovat

vyvíjet směrem k vyšší vodivosti, vyšší izolaci a vyšší spolehlivosti. InteligentníSběrnice svorek automobilových baterií(ACCS), integrující získávání signálu, monitorování proudu a tepelné řízení, se stane hlavním proudem v průmyslu.