Слоистые шинопроводы Sun.King Busbar

Производственные мощности Zhejiang Sine Power

Zhejiang Sine Power Co., Ltd. (浙江赛晶机电有限公司) — ведущее специализированное дочернее предприятие Sun.King Technology Group, расположенное в промышленном парке города Цзяшань (провинция Чжэцзян).

Завод располагает передовым парком технологического оборудования для прецизионной механической обработки, штамповки, лазерной резки, очистки и термокомпрессионного ламинирования многослойных медных и алюминиевых шин. Площадь производственных цехов превышает 30 000 кв.

м, а производственная мощность по шинопроводам и системам CCS составляет миллионы единиц в год.

Система менеджмента качества предприятия сертифицирована по международным стандартам ISO 9001, стандарту автомобильной промышленности IATF 16949 и железнодорожному стандарту IRIS (ISO/TS 22163).

Испытательный центр Sine Power оснащен прецизионными векторными анализаторами импеданса для замера паразитной индуктивности, автоматическими установками проверки электрической прочности изоляции напряжением до 20 кВ и климатическими камерами термоциклирования.

Электрофизические принципы слоистых шинопроводов

Традиционные проводные или раздельные шинные соединения в мощных преобразователях обладают значительной собственной индуктивностью (десятки и сотни наногенри).

При коммутации токов силой 500–2000 А со скоростью переключения dI/dt до 5000 А/мкс на этой паразитной индуктивности возникает импульс перенапряжения U = L * dI/dt, многократно превышающий рабочее напряжение постоянной шины и угрожающий пробоем кристаллов IGBT или SiC.

Слоистые шинопроводы Laminated Busbar строятся по принципу плоского конденсатора: проводники прямой и обратной полярности представляют собой широкие тонкие параллельные пластины, разделенные слоем диэлектрика толщиной от 0,1 до 0,5 мм.

Магнитные потоки противоположно направленных токов практически полностью компенсируют друг друга, снижая эквивалентную паразитную индуктивность контура коммутации до 5–15 нГн.

Диэлектрические материалы и технологии изоляции

В шинопроводах Sine Power применяются передовые диэлектрические материалы с высокими показателями электрической прочности (до 200 кВ/мм) и термостойкости: полиимидные пленки Kapton (DuPont), арамидная бумага Nomex, полиэфирные пленки Mylar и специализированные эпоксидные препреги.

Пакет проводников и диэлектрика подвергается вакуумному горячему прессованию, исключающему образование воздушных пузырей и микрополостей.

Отсутствие микропузырей гарантирует высокий уровень порога возникновения частичных разрядов (Partial Discharge Inception Voltage, PDIV), гарантируя безаварийную эксплуатацию шинопровода при высоких импульсных напряжениях без деградации полимерной изоляции.

По торцам шинопровод герметизируется полимерным компаундом с классом огнестойкости UL94-V0.

Конструктивные исполнения для ветро- и солнечной генерации

Шинопроводы Sine Power для инверторов возобновляемой энергетики проектируются с учетом плотной компоновки силовых полупроводниковых модулей и конденсаторов DC-Link.

Места присоединения к выводам модулей выполняются в виде отогнутых контактных площадок или запрессованных резьбовых втулок с антикоррозионным оловянным, никелевым или серебряным гальваническим покрытием.

Форма шинопровода точно повторяет пространственную компоновку силового шкафа инвертора, заменяя десятки гибких кабелей единой жесткой монолитной сборкой.

Это исключает ошибки монтажа на сборочной линии, снижает аэродинамическое сопротивление при продувке воздухом и повышает общую вибростойкость преобразователя.

Назначение и архитектура систем Cells Contact System (CCS)

В тяговых аккумуляторных батареях электромобилей и стационарных накопителях энергии ESS сотни отдельных призматических или цилиндрических ячеек должны быть соединены в единую электрическую цепь.

Модули CCS (Cells Contact System) объединяют силовые межэлементные перемычки, гибкие шлейфы FPC/FFC с датчиками напряжения и терморезисторами NTC, а также изолирующие несущие платы в законченный функциональный узел.

Установка единого модуля CCS на блок аккумуляторных ячеек осуществляется за одну технологическую операцию с последующей одновременной автоматической лазерной приваркой контактных выводов к полюсным выводам аккумуляторов.

Это сокращает время сборки батарейного блока более чем в 5 раз по сравнению с традиционной кабельной обвязкой.

Сравнение технологий Semi-film, Full-film и Blister

Технология Semi-film CCS использует тонкую несущую полиэфирную пленку, на которой закреплены металлические шины и гибкий шлейф FPC. Она обеспечивает баланс между легкостью, гибкостью и доступной стоимостью, являясь стандартом для коммерческого электротранспорта и контейнерных систем накопителей ESS.

Full-film CCS представляет собой полностью герметичный сэндвич, где металлические проводники с двух сторон запаяны в ламинированную полимерную пленку, что дает максимальную компактность по высоте (Z-height).

Blister CCS использует жесткий термоформованный пластиковый лоток с направляющими пазами, обеспечивая наивысшую механическую прочность, защиту ячеек от ударов и идеальную точность позиционирования контактов при роботизированной лазерной сварке.

Сварочные технологии и контактные интерфейсы CCS

Контактные площадки шин CCS изготавливаются из меди, алюминия или биметаллических композитов медь-алюминий (Cu-Al clad), полученных взрывной или холодной прокаткой.

Биметаллические соединители исключают возникновение электрохимической коррозии при соединении медных шинопроводов с алюминиевыми выводами призматических аккумуляторов.

Толщина и профиль ламелей оптимизированы для импульсной волоконной лазерной сварки (fiber laser welding) или ультразвуковой сварки металлов.

Геометрия компенсационных просечек в ламелях компенсирует тепловые расширения и сжатия аккумуляторов при заряд-разрядных циклах, предотвращая появление механических напряжений на полюсных выводах ячеек.

Прецизионный термоконтроль и безопасность батарей

Для предотвращения теплового разгона аккумуляторов (thermal runaway) в модули CCS Sine Power интегрируются миниатюрные термисторы NTC поверхностного монтажа, расположенные непосредственно в зонах максимального нагрева полюсных выводов.

Измерительные проводники гибкой платы FPC снабжены встроенными плавкими микропредохранителями (fuse traces), размыкающими измерительную цепь при случайном замыкании шлейфа на корпус.

Сигнальные разъемы автомобильного класса с вторичным замком TPA обеспечивают герметичное и вибростойкое подключение шлейфа CCS к контроллеру управления батареей BMS.

Все материалы, используемые в конструкции CCS, соответствуют высшему классу огнестойкости UL94-V0 и выделяют минимальное количество дыма при термическом воздействии.

Контроль качества, испытания на стендах и приемка

Готовые шинопроводы и системы CCS проходят 100% выходной контроль на автоматизированных тестовых комплексах. Проверяются сопротивление изоляции постоянным током, диэлектрическая прочность изоляции переменным током промышленной частоты (Hipot test до 5–10 кВ) и уровень отсутствия частичных разрядов.

Для систем CCS выполняется автоматическая прозвонка всех измерительных каналов FPC, измерение переходного сопротивления силовых шин миллиомметром Кельвина и калибровка сопротивления термодатчиков при эталонной температуре.

Результаты контроля архивируются в заводской системе MES с привязкой к индивидуальному лазерному 2D Datamatrix коду каждого изделия.

Рекомендации по подготовке конструкторской документации

Для размещения заказа на изготовление слоистых шинопроводов Sine Power или батарейных сборок CCS предоставьте 3D-модели сборки в формате STEP (AP214/AP242) и сборочные чертежи в формате PDF/DWG.

В технических требованиях чертежа укажите рабочий и максимальный ток, рабочее и испытательное напряжение, класс нагревостойкости и тип гальванического покрытия контактов.

Для систем CCS дополнительно укажите чертеж компоновки ячеек в батарейном модуле, межполюсные расстояния, требования к разъему BMS и тип планируемой сварки (лазерная, ультразвуковая).

Направьте документацию на электронную почту zakaz@spare24.ru для предварительного технологического аудита DFM (Design for Manufacturing) и коммерческого расчета.