ניתוח של טכנולוגיית פסי רשת המשולבת של ערכת סוללות CCS ומגמות פיתוח שוק

 

במערכת סוללות החשמל של רכבי אנרגיה חדשים, חיבורים יעילים ומאובטחים בין תאי הסוללה הם קריטיים לביצועי הרכב הכוללים. כדי להשיג מתח גבוה ודרישות הספק גבוהות, תאי סוללה מרובים משולבים בדרך כלל בסדרה ובמקביל ליצירת מודולי סוללה. בתהליך זה, פסים ממלאים תפקיד מרכזי בחיבור לחשמל.

 

בעיצובים מסורתיים, דגימת מתח וטמפרטורה עבור כל תא סוללה מסתמכת בדרך כלל על מערכת רתמת חיווט נפרדת. עם זאת, גישה זו לא רק צורכת הרבה מקום אלא גם מסבכת את החיווט ומפחיתה את רמת האוטומציה של ההרכבה. עם המגמה המואצת של קל משקל ואוטומציה ברכבי אנרגיה חדשים, צמחה טכנולוגיית פסי פס משולבת CCS (Cell Contact System).

 

פסים משולבים ב-CCS משלבים רכיבי רכישת אותות (כגון FPCs, PCBs ו-FFCs) עם פסי סוללה, מחברי פס ורכיבים מבניים מבודדים. באמצעות דחיסה תרמית, ריתוך או ריתוך קולי, המבנה המשולב מאפשר סדרות מתח גבוהות וחיבור מקבילי של תאי סוללה, כמו גם דגימת מתח וטמפרטורה. מרכיבי הליבה שלו כוללים:

 

* פסי אוטובוס מוליכים נחושת או אלומיניום (פס מסוף סוללת רכב, פס כוח רכב, Power Bus Bar);
* בידוד (בידודי אוטובוס);
* רכיבי מחבר (מחבר פס, מחבר פס לרכב);
* מעגלי רכישת אותות (FPC/PCB).

 

מערכת זו מעבירה אותות מתח וטמפרטורה ל-BMS ומהווה מרכיב קריטי במערכת ניהול הסוללה.

 

 

 

 

בהשוואה לפסים מסורתיים של רתמות חיווט, מערכות פסי פס משולבות של CCS (מערכות פס לרכב) מציעות את היתרונות המשמעותיים הבאים:

 

1. אינטגרציה מבנית וקל משקל
שימוש ב-FPC ו-PCB כנשאי רכישת אותות מחליף רתמות חיווט מסורבלות, וכתוצאה מכך מערכת קלה ודקה יותר עם ניצול שטח משופר, העומדת בדרישות העיצוב הקומפקטיות של רכבי אנרגיה חדשים.

 

2. רמה גבוהה של אוטומציה של הרכבה
המבנה המודולרי של מערכת הפסים מאפשר הרכבה מהירה וניתן לשילוב עם ציוד אוטומטי, מה שמפחית משמעותית את העבודה הידנית ומשפר את עקביות הייצור.

 

3. עמידות ובטיחות משופרים
טכנולוגיית הכבישה החמה- המשולבת משפרת משמעותית את האיטום של הקו, עמידות הלחות ועמידות בפני קורוזיה. מבני הגנה מפני זרם יתר משולבים לעתים קרובות בתכנון של פס הרכב כדי למנוע עומס יתר בתא ולשפר את בטיחות החבילה הכוללת.

 

4. תקינה ותאימות חזקה
ניתן להתאים באופן גמיש את מודול עיצוב פסי הרשת לגדלים ופריסות תאים שונים, מה שמאפשר ייצור בקנה מידה גדול- ומפחית את עלויות הפיתוח וההרכבה.

 

5. ביצועים חשמליים יציבים
מוליכים אלומיניום-איכותיים-נחושת בשילוב עם שכבת הבידוד של Busbar Insulations שומרים על שידור עכבה נמוכה גם בתנאי זרם גבוהים, ומשפרים את יעילות מוליכות המערכת הכוללת.

 

 

הייצור של פסים משולבים ב-CCS כולל בדרך כלל את השלבים העיקריים הבאים:

 

1. חיתוך סרט וטיפול מקדים

סרט בידוד, יריעת סיליקון, יריעת טפלון וחומרים אחרים נחתכים למימדים שצוינו כדי להבטיח את הדיוק של הכבישה החמה שלאחר מכן.

 

2. קדם-הרכבה

חומרים מוליכים (יריעות נחושת ואלומיניום), חומרי בידוד ורכיבים אלקטרוניים מוערמים ברצף כדי ליצור את המבנה שיילחץ. שלב זה חיוני לאחידות ולאמינות הנתיב המוליך של סרגל האוטובוסים לרכב.

 

3. יציקת עיתונות חמה

באמצעות מכבש חם חשמלי ב-160 מעלות לערך, שכבות החומר מחוברות זו לזו כדי ליצור את המבנה האינטגרלי של BusBar Systems או Automotive Power Busbar.

 

4. ריתוך וריתוק

רכיבי מתכת מרותכים בדרך כלל באמצעות לייזר או ריתוך קולי, כאשר מבנים מסוימים משתמשים במסמרות אוטומטיות לקיבוע מכני וחשמלי כאחד.

 

5. בדיקה והרכבה אוטומטיים
בדיקה ויזואלית של CCD מזהה שריטות, פגמים בלשוניות וזיהום. לאחר מכן, המערכת משולבת עם חיישן הטמפרטורה ורכיבים מבניים מפלסטיק כדי ליצור מכלול סרגל אוטובוס שלם לרכב.

 

6. ניקוי ובדיקה
לאחר ניקוי באלכוהול, מתבצעת בדיקת המשכיות ובידוד סופית על מנת להבטיח עמידה בתקני בטיחות וחשמל.

 

באמצעות התהליכים הנ"ל, סרגל ה-Battery Bus Bar ומעגלי רכישת האותות משולבים בתהליך ייצור אחד, ויוצרים מערכת מחברים של סרגלי רכב אמינה ביותר.

 

 

מונעים על ידי יעדי "פחמן כפול", המכירות העולמיות של רכבי אנרגיה חדשים ממשיכים לעלות, מה שמניע ישירות את הרחבת שווקי סוללת החשמל ומערכות ה-Bus Bar Systems. לפי EVTank, מכירות רכבי אנרגיה חדשים בעולם יעלו על 52 מיליון עד 2030, כאשר חדירת השוק תעלה על 50%.

 

בהתבסס על תצורת מודול הסוללה הממוצעת, כל רכב צפוי להיות מצויד בכ-9 מודולי סוללה, כל אחד מצויד בפס משולב CCS אחד ומתאים לשכבת אות FPC אחת עד שתיים. הערכה שמרנית, הערך של מערכת ה-CCS (כולל מחבר פס ופס סוללה) לכל רכב הוא למעלה מ-1,000 יואן.

 

ההערכה היא שגודל השוק המשולב של FPC ו-CCS יגדל מכ-17.3 מיליארד יואן ב-2022 ל-39.4 מיליארד יואן ב-2025, עם קצב צמיחה שנתי מורכב של כ-31.7%. צמיחה זו מונעת בעיקר על ידי הגורמים הבאים:

 

* הגדלת התקנות המערכת המונעת על ידי גידול במכירות רכבי אנרגיה חדשים;
* ביקוש מוגבר לפסי פסים ליחידה עקב קיבולת ומבנה מודול סוללה אופטימליים;
* המגמה לייצור אינטליגנטי מונעת שדרוגים ברכיבים מרכזיים כמו פסי רכב ובידוד פסים.

 

בעתיד, ככל שהשילוב המבני והמודולריזציה של הרכב החשמלי יעמיקו, פסי חשמל ומחברי פסים יגדלו

להתפתח לקראת מוליכות גבוהה יותר, בידוד גבוה יותר ואמינות גבוהה יותר. אִינְטֶלִיגֶנְטִיסורגים למסוף סוללת רכב(ACCS), המשלבת רכישת אותות, ניטור זרם וניהול תרמי, יהפוך למיינסטרים בתעשייה.