셀 통합 진화 및 버스바 연결 솔루션

신에너지차(NEV) 산업이 급속히 발전하면서 견인전지는 자동차의 핵심 부품으로 자리 잡았다. 통합 아키텍처는 에너지 밀도, 공간 활용도, 주행 거리, 시스템 안전성에 직접적인 영향을 미치므로 배터리 통합이 기술 경쟁의 핵심 영역이 됩니다.

전통적인 모듈 기반 설계에서 차량 수준의 구조적 통합에 이르기까지 배터리 아키텍처는 개별 조립에서 구조적 통합으로 점진적으로 발전했습니다. 한편, 세포 간 에너지 전달을 담당하는 전기 연결 시스템은 점점 더 중요해지고 있습니다. 구리 및 알루미늄 버스바의 선택 및 공정 설계는 이제 안정적인 배터리 작동을 보장하고 다양한 통합 아키텍처를 지원하는 데 중요한 역할을 합니다.

배터리 연결 기술에 대한 RHI의 경험을 바탕으로 다음은 셀 통합 및 해당 버스바 연결 솔루션의 발전을 간략하게 설명합니다.

1. EV의 배터리 셀 통합 아키텍처

배터리 통합은 셀, 모듈, 배터리 팩 및 차량 플랫폼 간의 구조를 최적화하는 데 중점을 둡니다. 주요 아키텍처에는 CTM, CTP, CTC/CTB가 포함되며, 각각은 서로 다른 통합 수준을 나타냅니다.

(1) CTM(Cell to Module): 전통적인 아키텍처

CTM은 최초의 주류 배터리 아키텍처였습니다. 먼저 개별 셀을 표준화된 모듈로 조립한 다음 여러 모듈을 구조적 구성 요소와 하우징이 포함된 배터리 팩에 통합합니다.

장점

• 성숙하고 널리 검증된 기술

• 높은 신뢰성과 안정적인 성능

• 모듈식 구조로 표준화된 생산 지원

• 결함이 있는 모듈을 개별적으로 교체할 수 있으므로 유지 관리 비용과 가동 중지 시간이 줄어듭니다.

제한사항

• 모듈 하우징, 측면 플레이트 및 패스너와 같은 추가 구조로 중복성이 향상됩니다.

• 배터리 팩 공간 활용도는 일반적으로약 40%

• 제한된 셀 공간으로 인해 에너지 밀도가 제한되고 차량 주행 거리가 향상됩니다.

(2) CTP(Cell to Pack): 모듈이 필요 없는 통합

CTP는 CTM의 주요 업그레이드입니다. 모듈 레이어를 제거하고 최적화된 구조 및 레이아웃 설계를 통해 셀을 배터리 팩에 직접 통합합니다.

이 아키텍처는 주요 배터리 제조업체와 자동차 제조업체에서 널리 채택하는 주류 솔루션이 되었습니다.

장점

• 공간 활용도가 증가합니다.60% 이상

• 더 높은 에너지 밀도와 더 길어진 주행 거리

• 부품 수 감소 및 제조 단순화

• 생산 비용 절감 및 조립 효율성 향상

메모

CTP는 구조적 지원을 완전히 제거하지 않습니다. 셀 번들링, 구조적 접착제 및 최적화된 기계적 구조를 통해 안정성이 유지됩니다.

(3) CTC/CTB: 세포-차량 구조 통합

CTC(Cell to Chassis) 및 CTB(Cell to Body)는 배터리 시스템이 차량 구조와 긴밀하게 통합되는 CTP를 뛰어넘는 한 단계 더 나아간 단계를 나타냅니다.

(4) CTC(셀-섀시)

CTC는 배터리 시스템을 배터리 시스템에 직접 통합합니다.차량 섀시, 세포가 구조적 요소로 기능하도록 허용합니다.

주요 기능:

• 기존 배터리 팩 하우징 제거
• 구조적 중복성과 차량 중량 감소
• 공간 활용도 극대화
• 섀시 강도, 밀봉 및 보호에 대한 높은 표준이 필요합니다.

(5) CTB(세포 대 신체)

CTB 아키텍처에서는 배터리 팩 상단 커버가 차체 바닥과 통합됩니다.

주요 이점:

• 배터리는 에너지 시스템이자 구조적 구성 요소 역할을 합니다.
• 차체 비틀림 강성 및 차량 안전성 향상
• 실내 공간 활용도 향상

(6) 아키텍처 비교

• 통합 수준: CTC/CTB > CTP > CTM

• 공간 활용도 및 에너지 밀도: CTC/CTB 최고, CTP 보통, CTM 최저

• 기술적 복잡성: CTC/CTB > CTP > CTM

• 서비스 가능성: CTM > CTP > CTC/CTB

자동차 제조업체는 차량 포지셔닝, 비용 목표 및 서비스 전략을 기반으로 아키텍처를 선택합니다.

2. 배터리 시스템용 버스바 연결 솔루션

배터리 통합이 발전함에 따라 연결 시스템은 더 높은 요구 사항을 충족해야 합니다.전도성, 구조적 적응성, 내구성 및 신뢰성.

배터리 연결 전문 솔루션 제공업체로서,RHI는 맞춤형 구리 및 알루미늄 버스바 솔루션을 제공합니다.CTM, CTP 및 CTC/CTB 아키텍처용.

(1) 셀 레벨 연결: 경량 전도성 부품

셀 수준에서는 셀 탭을 1차 전류 수집 장치에 연결하는 데 소형 전도성 구성 요소가 사용됩니다. 일반적인 재료는 다음과 같습니다.

• 동박

• 알루미늄 호일

• 알루미늄 부스바

• 구리 탭

다양한 셀 형식에는 다양한 버스바 구조와 재료가 필요합니다.

프리즘 셀

부스바는 일반적으로 우수한 전도성과 성형성을 제공하는 1060-O 알루미늄을 사용합니다.

그러나 순수 알루미늄은 볼트로 고정된 터미널 인터페이스에 직접 사용할 수 없습니다. 구리-알루미늄 복합 재료 또는 이종 금속 용접이 필요합니다.

파우치 셀

부스바는 일반적으로 T2 구리로 만들어진 U자형 커넥터입니다.

탭 연결

많은 디자인에서:

• 한쪽 끝은 알루미늄 탭에 레이저 용접됩니다.

• 다른 쪽 끝은 구리 단자에 볼트로 고정되어 있습니다.

안정적인 구리-알루미늄 접합은 다음과 같은 프로세스를 사용하여 달성됩니다.

• 마찰용접

• 전자빔 용접

• 초음파 용접

이러한 구성 요소는 얇고 유연하며 전도성이 높아 조밀한 셀 레이아웃에 적합합니다. 낮은 발열과 안정적인 전류 전달로 안정적인 용접이 가능해 과열이나 약한 접합의 위험이 줄어듭니다.

(2) 모듈 및 팩 레벨 버스바 솔루션

모듈 간 연결

유연한 연결구리 또는 알루미늄 버스바와 같은 부스바는 진동을 흡수하고 연결된 모듈 간의 상대적인 움직임과 조립 응력을 보상하는 데 도움이 됩니다.

배터리 팩 출력 연결

배터리 팩과 차량 전기 시스템 사이의 고전류 연결은 일반적으로견고한 절연 부스바, 다음과 같은 공정으로 제조됩니다.

• 열수축 단열재

• PVC 딥 코팅

• 분체 도장

• 압출 단열재 

3. 부스바 설계의 장점

다양한 배터리 통합 아키텍처를 지원하기 위해 RHI는 견고하고 유연한 구리 구리 버스바를 모두 제공합니다.

(1) 신뢰성 있는 절연

완전 절연 부스바는 다음을 제공합니다.

• 고전압 보호

• 단락 방지

• 먼지, 습기, 오일 및 온도 변화에 대한 내성

(2) 구조적 적응성

• 견고한 버스바는 주 회로에 강력한 기계적 지지력을 제공합니다.

• 유연한 버스바는 진동을 흡수하고 복잡한 설치 레이아웃에 적응합니다.

(3) 안정적인 전기적 성능

• 고순도 구리와 알루미늄으로 우수한 전도성 보장

• 정밀 성형은 자동화된 조립을 지원합니다.

• 낮은 저항으로 발열이 감소하고 수명이 향상됩니다.

결론

배터리 통합 기술이 계속 발전함에 따라 전기 연결의 신뢰성이 점점 더 중요해지고 있습니다.

RHI는 성형, 절연, 용접 등 배터리 연결 기술을 전문으로 하고 있습니다. 우리는 CTM, CTP 및 CTC/CTB 아키텍처를 위한 맞춤형 솔루션을 제공하여 전기 성능과 구조적 통합을 모두 최적화합니다.

엄격한 품질 관리와 열 순환, 진동 및 습도 테스트를 포함한 환경 테스트를 통해 RHI 제품은 까다로운 자동차 조건에서도 안정적인 성능을 발휘하도록 설계되었습니다.

RHI전기|배터리 상호 연결 솔루션