Evolusi Integrasi Sel dan Solusi Koneksi Busbar

Seiring berkembang pesatnya industri kendaraan energi baru (NEV), baterai traksi telah menjadi komponen inti kendaraan. Arsitektur integrasinya secara langsung memengaruhi kepadatan energi, pemanfaatan ruang, jarak berkendara, dan keamanan sistem, menjadikan integrasi baterai sebagai bidang utama persaingan teknologi.

Dari desain berbasis modul tradisional hingga integrasi struktural tingkat kendaraan, arsitektur baterai secara bertahap berevolusi dari perakitan terpisah hingga integrasi struktural. Sementara itu, sistem sambungan listrik—yang bertanggung jawab untuk mentransfer energi antar sel—menjadi semakin penting. Pemilihan dan desain proses busbar tembaga dan aluminium kini memainkan peran penting dalam memastikan pengoperasian baterai yang stabil dan mendukung arsitektur integrasi yang berbeda.

Berdasarkan pengalaman RHI dalam teknologi sambungan baterai, berikut ini garis besar evolusi integrasi sel dan solusi sambungan busbar yang sesuai.

1. Arsitektur Integrasi Sel Baterai pada Kendaraan Listrik

Integrasi baterai berfokus pada optimalisasi struktur antara sel, modul, paket baterai, dan platform kendaraan. Arsitektur utama mencakup CTM, CTP, dan CTC/CTB, masing-masing mewakili tingkat integrasi yang berbeda.

(1) CTM (Sel ke Modul): Arsitektur Tradisional

CTM adalah arsitektur baterai mainstream paling awal. Masing-masing sel pertama-tama dirakit menjadi modul standar, dan beberapa modul kemudian diintegrasikan ke dalam paket baterai dengan komponen struktural dan housing.

Keuntungan

• Teknologi yang matang dan tervalidasi secara luas

• Keandalan tinggi dan kinerja stabil

• Struktur modular mendukung produksi standar

• Modul yang rusak dapat diganti satu per satu, sehingga mengurangi biaya pemeliharaan dan waktu henti

Keterbatasan

• Struktur tambahan seperti rumah modul, pelat samping, dan pengencang meningkatkan redundansi

• Pemanfaatan ruang paket baterai biasanyasekitar 40%

• Ruang yang terbatas untuk sel membatasi kepadatan energi dan peningkatan jangkauan kendaraan

(2) CTP (Cell to Pack): Integrasi Bebas Modul

CTP adalah peningkatan besar dari CTM. Ini menghilangkan lapisan modul dan mengintegrasikan sel langsung ke dalam paket baterai melalui desain struktural dan tata letak yang dioptimalkan.

Arsitektur ini telah menjadi solusi utama yang diadopsi secara luas oleh produsen baterai dan mobil terkemuka.

Keuntungan

• Pemanfaatan ruang meningkat menjadilebih dari 60%

• Kepadatan energi lebih tinggi dan jangkauan mengemudi lebih jauh

• Lebih sedikit komponen dan manufaktur yang disederhanakan

• Menurunkan biaya produksi dan meningkatkan efisiensi perakitan

Catatan

CTP tidak menghilangkan dukungan struktural sepenuhnya. Stabilitas dipertahankan melalui penggabungan sel, perekat struktural, dan struktur mekanis yang dioptimalkan.

(3) CTC / CTB: Integrasi Struktural Sel-ke-Kendaraan

CTC (Cell to Chassis) dan CTB (Cell to Body) mewakili langkah lebih jauh dari CTP, di mana sistem baterai menjadi terintegrasi secara mendalam dengan struktur kendaraan.

(4) CTC (Sel ke Sasis)

CTC mengintegrasikan sistem baterai langsung ke dalamsasis kendaraan, memungkinkan sel berfungsi sebagai elemen struktural.

Fitur utama:

• Menghilangkan rumah paket baterai tradisional
• Mengurangi redundansi struktural dan bobot kendaraan
• Memaksimalkan pemanfaatan ruang
• Membutuhkan standar tinggi untuk kekuatan sasis, penyegelan, dan perlindungan

(5) CTB (Sel ke Tubuh)

Dalam arsitektur CTB, penutup atas baterai terintegrasi dengan lantai bodi kendaraan.

Manfaat utama:

• Baterai bertindak sebagai sistem energi dan komponen struktural
• Peningkatan kekakuan torsional bodi dan keamanan kendaraan
• Peningkatan pemanfaatan ruang interior

(6) Perbandingan Arsitektur

• Tingkat integrasi: CTC/CTB > CTP > CTM

• Pemanfaatan ruang & kepadatan energi: CTC/CTB tertinggi, CTP sedang, CTM terendah

• Kompleksitas teknis: CTC/CTB > CTP > CTM

• Kemudahan Servis: CTM > CTP > CTC/CTB

Produsen mobil memilih arsitektur berdasarkan posisi kendaraan, target biaya, dan strategi layanan.

2. Solusi Koneksi Busbar untuk Sistem Baterai

Seiring berkembangnya integrasi baterai, sistem koneksi harus memenuhi persyaratan yang lebih tinggikonduktivitas, kemampuan beradaptasi struktural, daya tahan, dan keandalan.

Sebagai penyedia solusi koneksi baterai khusus,RHI menawarkan solusi busbar tembaga dan aluminium yang disesuaikanuntuk arsitektur CTM, CTP, dan CTC/CTB.

(1) Koneksi Tingkat Sel: Komponen Konduktif Ringan

Pada tingkat sel, komponen konduktif kompak digunakan untuk menghubungkan tab sel ke pengumpul arus primer. Bahan khasnya meliputi:

• kertas tembaga

• Aluminium foil

• Busbar aluminium

• Tab tembaga

Format sel yang berbeda memerlukan struktur dan bahan busbar yang berbeda.

Sel Prismatik

Busbar biasanya menggunakan aluminium 1060-O, yang menawarkan konduktivitas dan sifat mampu bentuk yang baik.

Namun, aluminium murni tidak dapat digunakan secara langsung pada antarmuka terminal yang dibaut. Diperlukan material komposit tembaga-aluminium atau pengelasan logam yang berbeda.

Sel Kantong

Busbar biasanya merupakan konektor berbentuk U yang terbuat dari tembaga T2.

(2) Tab Koneksi

Dalam banyak desain:

• Salah satu ujungnya dilas dengan laser ke tab aluminium

• Ujung lainnya dibaut ke terminal tembaga

Penggabungan tembaga-aluminium yang andal dicapai dengan menggunakan proses seperti:

• Pengelasan gesekan

• Pengelasan berkas elektron

• Pengelasan ultrasonik

Komponen ini tipis, fleksibel, dan sangat konduktif, sehingga cocok untuk tata letak sel padat. Mereka memungkinkan pengelasan yang andal dengan pembangkitan panas rendah dan transmisi arus stabil, mengurangi risiko panas berlebih atau sambungan lemah.

(3) Solusi Busbar Tingkat Modul dan Paket

Koneksi Modul-ke-Modul

Sambungan fleksibel seperti busbar tembaga atau aluminium fleksibel yang diekstrusi membantu menyerap pergerakan relatif, getaran, dan tekanan perakitan antar modul.

Koneksi Output Paket Baterai

Sambungan arus tinggi antara baterai dan sistem kelistrikan kendaraan biasanya menggunakan busbar berinsulasi kaku, diproduksi dengan proses seperti:

• Isolasi panas menyusut

• Lapisan celup PVC

• Lapisan bubuk

• Isolasi yang diekstrusi

3. Keunggulan Desain Busbar

Untuk mendukung arsitektur integrasi baterai yang berbeda, RHI menyediakan busbar tembaga tembaga yang kaku dan fleksibel.

(1) Isolasi yang Andal

Busbar berinsulasi penuh menyediakan:

• Perlindungan tegangan tinggi

• Pencegahan arus pendek

• Ketahanan terhadap debu, kelembapan, minyak, dan variasi suhu

(2) Kemampuan Beradaptasi Struktural

• Busbar yang kaku memberikan dukungan mekanis yang kuat untuk sirkuit utama

• Busbar fleksibel menyerap getaran dan beradaptasi dengan tata letak pemasangan yang rumit

(3) Kinerja Listrik Stabil

• Tembaga dan aluminium dengan kemurnian tinggi memastikan konduktivitas yang sangat baik

• Pembentukan presisi mendukung perakitan otomatis

• Resistansi rendah mengurangi pembentukan panas dan meningkatkan masa pakai

Kesimpulan

Seiring dengan berkembangnya teknologi integrasi baterai, keandalan sambungan listrik menjadi semakin penting.

RHI berspesialisasi dalam teknologi sambungan baterai, termasuk pembentukan, isolasi, dan pengelasan. Kami menawarkan solusi khusus untuk arsitektur CTM, CTP, dan CTC/CTB, yang mengoptimalkan kinerja kelistrikan dan integrasi struktural.

Melalui kontrol kualitas yang ketat dan pengujian lingkungan—termasuk pengujian siklus termal, getaran, dan kelembapan—produk RHI dirancang untuk kinerja yang andal dalam kondisi otomotif yang menuntut.

RHI LISTRIK|Solusi Interkoneksi Baterai