نوآوری و توسعه اتصالات شینه مسی انعطاف‌پذیر در سیستم‌های انرژی جدید تحت چالش‌های مدیریت ارتعاش و حرارت

در سیستم‌های انرژی جدید، اتصالات انعطاف‌پذیر شینه مسی، به‌عنوان اجزای رسانای کلیدی، به‌طور گسترده در سیستم‌های قدرت، ماژول‌های باتری و واحدهای توزیع ولتاژ بالا-استفاده می‌شوند. با افزایش مداوم چگالی توان سیستم و پیچیدگی روزافزون محیط های کاربردی، آنها از نظر سازگاری با ارتعاش و قابلیت های مدیریت حرارتی با الزامات بالاتری روبرو هستند. برای رسیدگی به این چالش‌های اصلی، صنعت به طور مداوم از طریق طراحی ساختاری، ارتقاء مواد و بهینه‌سازی فرآیند در حال نوآوری است و به تدریج به سمت قابلیت اطمینان بالاتر و یکپارچگی سیستم حرکت می‌کند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

با توجه به سازگاری ارتعاش، بهینه سازی سازه یکی از مسیرهای اصلی برای بهبود قابلیت اطمینان است. ساختارهای انباشته فویل مسی چند لایه به طور گسترده در طرح های اتصال انعطاف پذیر استفاده می شوند. با تشکیل نواحی اتصال صلب در دو انتها و حفظ یک ناحیه انعطاف پذیر در وسط، هادی قابلیت تغییر شکل قابل کنترلی در محیط های ارتعاشی دارد که به طور موثر انرژی شوک مکانیکی را جذب کرده و یک رابط تماس پایدار را حفظ می کند. این نوع ساختار در طرح های شینه انعطاف پذیر بافته مسی و شینه انعطاف پذیر رشته مسی منعکس شده است. در همین حال، طرح های Z شکل یا مسیرهای موج دار به تدریج در محصولات نوار باس فلکس معرفی می شوند. با افزایش طول مسیر و تغییر شکل، ظرفیت بافر بیشتر می شود و خطر تماس ضعیف و شکست خستگی ناشی از ارتعاش مداوم را کاهش می دهد.

 

از نظر نوع هادی و فرآیند ساخت، سیم رشته‌ای مسی و سازه‌های بافته شده به فناوری‌های اصلی تبدیل شده‌اند. بر اساس سیم رشته‌ای مسی یا سیم مسی پیچ‌خورده، رشته سیم‌های ریز چند رشته‌ای به طور قابل‌توجهی انعطاف‌پذیری و مقاومت در برابر خستگی را بهبود می‌بخشد و در عین حال رسانایی بالا را تضمین می‌کند. کشش و بازپخت دقیق به طور موثر قوام قطر سیم را کنترل می کند و شکل پذیری مواد را بهبود می بخشد و عملکرد پایدار را در شرایط ارتعاش با فرکانس بالا- ممکن می سازد. در همین حال، سازه‌های سیم بافته مس مسطح و سیم‌های بافته شده مسی به پراکندگی تنش از طریق قیطان مشبک دست می‌یابند و مقاومت بالاتری در برابر ارتعاش در شرایط پیچیده ایجاد می‌کنند و بنابراین به طور گسترده در سناریوهای اتصال حیاتی مانند اتصالات باتری لیتیوم{5} یون استفاده می‌شوند.

 

با توجه به مدیریت حرارتی، صنعت بر بهینه سازی مسیرهای هدایت گرما و نوآوری در ساختارهای اتلاف حرارت تمرکز دارد. با معرفی مسیرهای انتشار گرما در ساختار رسانا، مانند بهینه سازی توزیع جریان یا اتخاذ یک طراحی مسیر رسانا به شکل Z، می توان به طور موثری تشکیل نقاط داغ محلی را کاهش داد و یکنواختی حرارتی کلی را بهبود بخشید. در مقایسه با سازه‌های سنتی، شینه‌های بافته مسی بهینه‌شده برای الکتریکی عملکرد پایدارتری در کنترل توزیع گرما نشان می‌دهند. علاوه بر این، برخی از برنامه‌های کاربردی پیشرفته شروع به کاوش در اجزای اتلاف حرارت یکپارچه برای بهبود راندمان انتقال حرارت و پاسخگویی به نیازهای سناریوهای-قدرت- با چگالی بالا کرده‌اند.

 

از نظر مواد، مس{0}}رسانایی حرارتی{{1} و با خلوص{2} بالا همچنان انتخاب اصلی است، در حالی که فناوری‌های پردازش جدید سقف عملکرد را افزایش می‌دهند. مس با خلوص بالا همراه با فرآیندهای شکل‌دهی پیشرفته می‌تواند بازده انتقال حرارت را بهبود بخشد و در عین حال رسانایی را تضمین می‌کند، و میله‌های بافته انعطاف‌پذیر را قادر می‌سازد تا در شرایط انتقال جریان{5} بالا کنترل بهتری برای افزایش دما داشته باشند. از سوی دیگر، ارتقاء مواد عایق نیز به همان اندازه حیاتی است. شینه‌های مسی عایق‌شده انعطاف‌پذیر و میله‌های مسی انعطاف‌پذیر عایق‌شده معمولاً از مواد کامپوزیتی مقاوم در برابر حرارت بالا و مقاوم در برابر پیری-استفاده می‌کنند که به عایق الکتریکی می‌رسند و در عین حال درجه خاصی از کنترل مقاومت حرارتی را نیز فراهم می‌کنند، بنابراین عملکرد پایدار طولانی‌مدت در محیط‌های پیچیده را حفظ می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

توسعه آینده تاکید بیشتری بر طراحی هوشمند و سیستمی{0}}همکاری گسترده خواهد داشت. با ادغام عناصر نظارت بر دما در میلگردهای مسی بافته شده، می توان-به نظارت بر زمان واقعی وضعیت عملکرد دست یافت و از داده ها برای استراتژی های مدیریت حرارتی پشتیبانی کرد. علاوه بر این، انتظار می‌رود که استفاده از مواد جدید، مانند کامپوزیت‌های مبتنی بر-مس با کارایی بالا- رسانایی و عمر مکانیکی را بیشتر بهبود بخشد، و سازه‌های مسی{6}}را قادر می‌سازد تا در شرایط چرخه‌ای با فرکانس بالا، عمر طولانی‌تری داشته باشند.

 

به طور همزمان، محصولات اتصال انعطاف پذیر دیگر به عنوان اجزای مستقل وجود نخواهند داشت، اما به سمت طراحی یکپارچه در سطح سیستم، هم-بهینه سازی با بسته های باتری و سیستم های محرک الکتریکی برای بهبود سازگاری ارتعاش و کارایی مدیریت حرارتی در سطح کلی تکامل خواهند یافت.

به طور کلی،شینه مسی انعطاف پذیراتصالات متقابل در بخش انرژی جدید در حال تبدیل شدن از اجزای رسانای سنتی به راه‌حل‌های اتصال چندکاره-با کارایی بالا و چند{1}}است. ساختار، مواد و عملکردهای آن‌ها که توسط مدیریت ارتعاش و حرارتی هدایت می‌شوند، پیوسته در حال تکرار هستند تا به تدریج نیازمندی‌های کاربردی سیستم‌های قدرت با قابلیت اطمینان بالا-را برآورده کنند.