多層絶縁バスバー

1つの積層体で電源と小電流センス経路の両方を担う必要がある場合、この多層絶縁構造は断面の異なる導体を単一の接着組立品に積層します。ねじスタッド、穴、タブといった混合端子により、配電レイアウト全体を複数部品ではなく1部品に収めます。層間の薄い誘電体フィルムがループインダクタンスを低く保ちます。詳細は低インダクタンスバスバー設計をご覧ください。

層数が増えるほど、シールすべき端面と確保すべき沿面経路が増えます。技術者は、各特注スタックについて使用電圧と汚染度に対して沿面距離・空間距離をレビューします。その方法はIEC 60664-1 絶縁協調のノートにまとめています。このレビューは、図面から製作部品までを通すDFMサービスの一環です。

本構造は、EVバッテリパック用バスバーソリューション配下の、電源＋センス複合配電、複雑なモジュール配線、スペース制約のあるパックレイアウトで使用されます。各ロットは当社の品質・試験工程の記録を添えて出荷します。

多層絶縁バスバーは複数の電源経路を1枚の接着プレートに積層し、各電圧クラスが異なる誘電体と層数を要求します。下の表は、ESSコンテナラックで使われる1〜6層の絶縁積層体について、ラック周囲温度45 °Cを基準にした代表的なスタック上昇値です。

これらの参考値は誘電体選定の指針となります。同じ銅断面でも、PET／Nomex／エポキシを用いたバスバーは空気ギャップのバーと挙動が大きく異なります。フィルムが層間に熱を閉じ込めるためです。1500 Vの行は意図的に広い銅幅を使っています――電圧クラスがより大きな端面クリアランスを要求し、追加幅でシール内部の電流密度を下げ、空冷に依存しないためです。測定層は最も温度の低い外側位置に配置します。高温の電源層を横切るセンス線は、BMSが分離できないオフセットを拾うためです。したがって特注電圧クラスのバスバーはDFMで層ごとにレビューします。混合層のループ制御は混合層ループ制御ノートに、誘電体メモの背後にある沿面方法は電圧クラス別沿面レビューの実務にまとめています。

コンテナ用途は、スタックを緩やかに、しかし厳しく振動させます。昼夜サイクルと季節振幅が端面シールと接着フィルムを15年以上にわたって働かせます。下の表は、コンテナの気候条件を、振幅とそれが招く点検と対応づけたものです。

コンテナラックは夏に熱く冬に冷たくなり、接着スタックは層間フィルムの緩やかな圧縮と伸張としてその振幅を受けます。PET フィルムは振幅によく耐え、Nomex は緩やかな劣化に強く、高電圧端面のエポキシ DLF は消火剤散布後に最初に点検する部分です。砂漠の行は振幅が緩やかですが高温のため、フィルムを循環劣化ではなく定常劣化させます。IRトレンドのログが早期警報です。端面シールの損傷が現れる何年も前から絶縁抵抗は低下傾向を示し、低下傾向がカレンダー点検より早く端面点検を trigger します。湿度サイクルは温度単独よりシールを早く劣化させるため、熱帯コンテナでは最初の夏を待たず配置レビューで端面シール幅を確認します。端面シール幅は、定常温度ではなく最悪の湿度サイクルから決めます。コンテナ気候とラック配置が、端面シールと沿面余裕のどちらがレビューの主体となるかを決めます。こうしたバッテリコンテナの配電構造は蓄電システムの用途に、DFMで解決するスタック上の疑問は多層スタック設計ガイドにまとめています。