積層ブスバーの製造工程を詳しく解説 設計から試験までのキーフロー解析

新エネルギー車両、エネルギー貯蔵システム、鉄道交通機関、産業用周波数変換装置の急速な発展に伴い、積層バスバーは高出力パワー エレクトロニクス システムにおいて重要な接続コンポーネントとなっています。{0}従来のケーブル接続ソリューションと比較して、積層バスバーには、低インダクタンス、コンパクトな構造、高電流容量、高い設置効率などの利点があり、インバータ、IGBT モジュール、バッテリ パック、高電圧配電システムで広く使用されています。-

 

典型的な多層複合構造接続バーとして、積層バスバーの性能は材料の選択だけでなく製造プロセスにも依存します。{0}本稿では、積層ブスバーの主な製造工程と管理のポイントを体系的に紹介します。

 

 

 

積層バスバー製造の最初のステップは製品設計です。エンジニアは、機器の動作電圧、定格電流、設置スペース、電磁適合性要件に基づいて、導体層の数、絶縁構造、全体の寸法を決定する必要があります。

 

新エネルギー車駆動システムの電気自動車用積層バスバーの設計は通常、電流密度、熱管理機能、耐振動性に重点を置いています。産業用アプリケーション用の高出力コンバータで使用される積層バスバーは、低寄生インダクタンスと高周波電流伝送機能を優先します。-

 

適切に設計された構造により、システム損失が効果的に削減され、全体的な運用効率が向上します。-

 

 

ラミネートバスバーの導体材料は通常、高純度の銅またはアルミニウムです。銅は優れた導電性を備えているため広く使用されています。{0}

 

製造プロセスに入る前に、導体材料は以下の処理を行う必要があります。

原料成分試験

導電率検査

厚み・寸法検査

表面酸化状態検査

 

高品質の導体材料により、後続の製造プロセスの安定性が確保され、最終製品の導電性と機械的強度が向上します。{0}}

 

 

 

導体層は積層バスバーの心臓部であり、その加工精度は製品の性能に直接影響します。

一般的な処理手法には次のようなものがあります。

 

CNC精密プレス加工

レーザー切断

CNC曲げ加工

精密穴あけ

形にする

IGBT 製品用にカスタマイズされた積層バスバーの場合、設置スペースが限られているため、寸法公差と穴の位置精度の要件は通常より厳しくなります。

 

処理後、その後の積層プロセスの品質を確保するために、導体表面を洗浄して油、酸化層、不純物を除去する必要があります。

 

 

絶縁層の主な機能は、異なる導体層を絶縁し、短絡を防止し、電磁干渉を軽減することです。

一般的な断熱材には次のようなものがあります。

ポリエステルフィルム（PET）
ポリイミドフィルム(PI)
エポキシ樹脂複合材
特殊絶縁複合フィルム

高電圧防爆インバータ バスバーなどの高電圧用途の場合、絶縁材料は優れた誘電特性を必要とするだけでなく、高温耐性、耐湿熱性、および長期老化耐性の要件を満たす必要があります。-

 

絶縁層の厚さの管理と表面の平坦性の管理は、このプロセスの重要な品質指標です。

 

 

積層プロセスは、積層バスバーの製造において最も重要なステップの 1 つです。

製造時には、導体層と絶縁層を設計順に積層し、ホットプレスまたはコールドプレスによって一体構造に成形します。

 

主要な制御パラメータは次のとおりです。

ラミネート温度
プレッシャー
開催時間
冷却速度

たとえば、3 層ラミネートバスバーの製造では、層間の接着強度が製品の長期信頼性に直接影響します。-

 

高品質のラミネート プロセスにより、次のことが保証されます。-

気泡なし
層間剥離なし
反りがない
断熱材の均一な分布

したがって、安定した信頼性の高い部分的に積層されたバスバーまたは完全に積層された構造が形成されます。

 

 

 

ラミネート後、お客様の図面に応じて二次加工が必要となります。

一般的なプロセスには次のようなものがあります。

 

形状切断
取付穴加工
溶接接続
リベット留めアセンブリ
末端処理

複雑なバスバー設置のために複雑な機器に使用される積層バスバーは、多くの場合、特別な設置要件を満たすために不規則な形状の機械加工を必要とします。

 

機械加工中は、その後のシステムの組み立てをスムーズに行うために、寸法精度と幾何公差を厳密に管理する必要があります。

 

 

製品の製造後、各導体層の電流伝送能力を確認するために導電性試験が必要です。

 

主要なテスト項目は次のとおりです。

直流抵抗試験
導通試験
接触抵抗試験

IGBT 積層バスバー アプリケーションの場合、低抵抗接続により電力損失が効果的に削減され、システム効率が向上します。{0}

 

導通テストでは、開回路、接続の緩み、導体の損傷などの潜在的な問題を迅速に検出できます。

 

 

絶縁性能試験は、積層バスバーの安全性を評価する際の重要なステップです。

 

一般的なテスト項目は次のとおりです。

絶縁抵抗試験
電源周波数耐電圧試験
インパルス耐電圧試験
部分放電試験

 

特に鉄道輸送や高電圧インバータ機器で使用される地下鉄用積層母線では、絶縁信頼性に対する要件が非常に高くなります。{0}

 

厳格なテストにより、長期間の動作でも安定した絶縁性能を確保できます。{0}}

 

 

製品の耐食性と耐用年数を向上させるために、ラミネートバスバーには通常、表面処理が施されます。

 

一般的なプロセスには次のようなものがあります。

錫メッキ
銀メッキ
ニッケルメッキ
酸化防止コーティング処理-

 

表面処理により接触抵抗が効果的に低減され、高湿度、高塩水噴霧、産業汚染環境における製品の安定性が向上します。

 

ラミネート低誘導バスバー製品の場合、優れた表面処理により、高周波電流伝送性能がさらに向上します。{0}}

 

 

パワー エレクトロニクス技術の継続的なアップグレードにより、積層バスバーは高集積化、高電力密度、インテリジェンスを目指して開発されています。

 

現在、以下の分野で広く使用されています。

新エネルギー車駆動システム
エネルギー貯蔵コンバーター (PCS)
太陽光発電インバータ
3-レベルのインバータ
産業用オートメーション機器
鉄道輸送システム

 

特に、3 レベル インバータ用の積層バスバーなどの高性能パワー エレクトロニクス デバイスでは、積層バスバーがシステムの効率と信頼性を向上させるための重要なコンポーネントとなっています。-一方、典型的な積層バスバー、受動電子部品と同様に、その設計および製造レベルは、最新の電力変換技術の開発を継続的に推進しています。

 

 

 

の製造ラミネートブスバーは、材料、機械加工、電気設計、品質管理を含むシステムエンジニアリングプロジェクトです。構造設計、導体処理、絶縁層の準備から積層および性能テストに至るまで、あらゆる段階が最終製品の電気的性能と寿命に影響を与えます。新エネルギー、電気自動車、ハイエンド機器製造産業の発展に伴い、高性能積層バスバーは将来のパワー エレクトロニクス システムにおいてますます重要な役割を果たすことになります。-