積層ブスバーの絶縁材料の解析：フレキシブル絶縁とリジッド絶縁の選択と適用

新エネルギー車両、エネルギー貯蔵システム、鉄道輸送、産業用電力機器の開発に伴い、低インダクタンス、高信頼性、コンパクトな構造により積層バスバーが広く使用されています。 EV バスバー、自動車バッテリー バスバー、産業用グレードのコンデンサ バスバー システムのいずれであっても、絶縁材料の選択は製品の電気的性能、耐用年数、安全性レベルに直接影響します。-

 

最新の自動車バスバー システムの場合、絶縁層は導体絶縁として機能するだけでなく、耐熱性、耐電圧、難燃性、長期信頼性の高い動作の要件を満たす必要があります。-したがって、バスバーの設計と選択には、柔軟な絶縁材料と硬い絶縁材料の特性を十分に理解することが重要です。

 

 

 

現在、ほとんどの積層バスバーは柔軟な薄膜絶縁構造を採用しており、積層プロセスを通じて絶縁フィルムを銅導体にしっかりと接着します。{0}このプロセスにより、導体の間隔が効果的に縮小され、システム統合が向上し、優れたバスバー絶縁性能が保証されます。

 

ポリエステル(PET)断熱材

PET は最も広く使用されている絶縁材料の 1 つであり、自動車用バスバー PET 絶縁分野で大きな市場シェアを占めています。その主な特徴は次のとおりです。

-長期​​動作温度は最大 105 度。通常 100% を超える高い伸びがあり、複雑な曲げ構造に適しています。優れた機械的靭性と成形性能。相対追跡指数 (CTI) が高い。さまざまな電圧レベルに対応するためにさまざまな厚さを用意しています。優れた難燃性を備え、産業および自動車用途の要件を満たします。

新エネルギー車の電源システムでは、PET 絶縁層が EV バッテリー バスバー、自動車用アース バス バー、自動車用バス バー製品に広く使用されています。

 

ポリイミド(PI)絶縁材

PI は高性能、-連続動作温度が 200 度を超える高温耐性の断熱材です。

PET と比較して、PI には次の特徴があります。

優れた高温耐性。-優れた固有の難燃性。より高い機械的剛性。溶接プロセスにより適しています。比較的コストが高い。 PETよりCTIが低い。

したがって、コンデンサ、パワーモジュール、またはコネクタの溶接が必要な用途では、PI 材料が新エネルギー車用フィルムコンデンサバスバーおよびパワーコンデンサ製品の一部のバスバーによく使用されます。

 

フレキシブル絶縁体とリジッド絶縁体の違い

フレキシブル絶縁体は主に銅導体の表面を絶縁するために使用され、積層によって完全な絶縁構造を形成します。

 

その利点は次のとおりです。

これにより、導体の端を完全にシールすることができます。

複雑な 3 次元構造設計に適しています。-

システムのサイズを効果的に削減します。

大量生産や自動製造が容易になります。

 

一方、硬質絶縁は主に、異なる導体層間の間隔とサポートに使用されます。

高電圧システムの場合、フレキシブル絶縁だけでは電界分布と部分放電制御の要件を満たせないことがよくあります。-したがって、絶縁距離を長くするには硬い絶縁材料が必要です。

 

通常：

動作電圧が 1kV 増加するごとに、約 1mm の絶縁間隔が必要です。

動作電圧が高くなるほど、硬質絶縁体の厚さは厚くなります。
高電圧システムでは通常、構造絶縁層としてガラス繊維強化ポリエステル板が使用されます。-

高電圧バスバーの設計では、剛性絶縁は長期にわたる安定した動作を保証する重要なコンポーネントです。一方、低電圧バスバー自動車システムでは通常、追加の重い剛性絶縁構造は必要ありません。-

 

 

 

相対温度指数 (RTI)

RTI は、断熱材の長期耐熱性を示す重要な指標です。{0}

 

相対追跡インデックス (RTI) は次のように定義されます。

約 20,000 時間の長期使用後に、材料の機械的および電気的特性が初期値の 50% に低下する温度。-。

 

バスバー電気自動車システムを長期間稼働させる場合、RTI は製品の寿命に直接影響します。{0}

一般的に：

 

温度が 10 度下がるごとに、断熱材の寿命は約 2 倍になります。

温度が 10 度上昇するごとに、断熱材の寿命は約半分に短くなる可能性があります。

 

したがって、EV 用の錫メッキ銅バスバーを設計する場合は、熱管理ソリューションと断熱材グレードの両方を包括的に考慮する必要があります。

 

 

CTI は、トラッキングに対する材料の表面抵抗を反映します。

 

機器が湿気の多い、汚染された、または高電圧の環境に長期間さらされる場合、CTI 値が高いほど表面沿面のリスクが効果的に低減されます。{0}

 

産業用エネルギー貯蔵システム、DC コンデンサ バスバー、大型コンデンサ積層バスバーにとって、CTI は安全設計に影響を与える重要なパラメータです。

 

PET 材料は通常、より高い CTI 定格を備えているため、高電圧アプリケーションでより広く使用されています。{0}

 

伸びは、張力下で材料が絶縁特性を維持する能力を表します。

このパラメータは以下に直接影響します。

曲げ性能。
導体エッジのラッピング品質。
シーリングプロセスの安定性。
-長期​​にわたる機械的信頼性。

PET 材料の伸びは通常 100% を超えますが、PI 材料の伸びは約 70% です。したがって、PET は複雑な銅導体の積層プロセスにより適しています。

 

 

産業用電源システム

産業機器のバスバーに対する要件は、主に高電圧と長寿命に焦点を当てています。

 

典型的な特徴は次のとおりです。

動作電圧は通常 1000V ～ 6000V です。
部分放電制御に対する厳しい要件。
剛性の高い断熱構造の要件。
高い沿面距離要件。
耐用年数は20～25年以上です。

 

したがって、高電圧エネルギー貯蔵装置、鉄道輸送、大規模配電システムでは、配電バスバーに高 CTI 材料とより厚い絶縁構造が使用される傾向があります。{{1}

 

 

 

新エネルギー自動車の用途では、軽量化、スペース利用、コスト管理がより重視されます。

典型的な特徴は次のとおりです。

 

電圧レベルは通常 800V 未満です。
部分放電に対する要件が緩和される。
通常は、柔軟な積層絶縁構造を採用します。
重量と体積に対してより敏感です。
寿命は一般的に5～10年と言われています。

 

したがって、バスバー カー、自動車用電源コネクタ、ブリキ バスバー 自動車などの製品では、コンパクトな設計要件を満たすために PET または PI 絶縁ソリューションの利用が増えています。{0}

 

 

ラミネート断熱技術に加えて、粉体塗装断熱も一般的なソリューションです。

 

このプロセスは、導体表面にエポキシ樹脂コーティングを形成することで全体的な絶縁保護を実現し、構造的に複雑な単一導体に特に適しています。

 

その利点は次のとおりです。

複雑な形状をカバーできます。
-ラミネートされていない導体に適しています。
優れた耐食性。
いくつかの低電圧アプリケーション要件を満たすことができます。-

 

しかし、低インダクタンスと高出力密度を必要とする自動車用バスバーおよびバスバー電気自動車用途では、積層絶縁技術が依然として主流のソリューションです。

 

 

 

絶縁材は積層バスバーの性能を決定する重要な要素です。 PET と PI は最も一般的な柔軟な絶縁材料であり、それぞれ異なる用途シナリオで利点があります。高電圧産業システムの場合、RTI、CTI、および硬質絶縁構造を包括的に考慮する必要がありますが、新エネルギー自動車分野では、軽量設計、スペース利用率、生産効率に重点が置かれます。

 

の発展に伴い、EVバスバー、コンデンサ バスバー、新エネルギー パワー エレクトロニクス デバイスなどの絶縁材料技術は今後もアップグレードされ、将来の高出力、高信頼性の電気接続システムに向けて、より安全で効率的なソリューションが提供されます。{0}{0}{1}