تحديات تصميم التداخل الكهرومغناطيسي في حزم بطاريات السيارات الكهربائية: كيفية اختيار الرغوة الموصلة المناسبة

مع تطور المركبات الكهربائية نحو منصات الجهد العالي 800 فولت وأنظمة القيادة القائمة على كربيد السيليكون ، تعمل أنظمة إدارة البطاريات (BMS) ووحدات الاتصال الخاصة بها بترددات أعلى بشكل متزايد. يُفاقم هذا التطور مشاكل التداخل الكهرومغناطيسي (EMI) داخل حزم البطاريات المزدحمة، حيث قد يؤدي التأريض غير السليم إلى تشوه الإشارة، أو عطل في أجهزة الاستشعار، أو حتى أعطال في السلامة.

في هذه البيئة، تلعب الرغوة الموصلة - وهي بمثابة "الجسر الكهرومغناطيسي" الحيوي بين وحدات البطاريات وأغطية الحماية - دورًا حاسمًا في الحفاظ على أداء التوافق الكهرومغناطيسي (EMC). ومع ذلك، لم تعد مواد الرغوة الكهرومغناطيسية التقليدية المخصصة للمستهلك قادرة على تلبية المتطلبات الصارمة لتطبيقات السيارات.

الصورة: رغوة موصلة مطبقة لحماية EMI في وحدات بطارية السيارات الكهربائية

ثلاثة تحديات أساسية تواجه رغوة EMI المخصصة للسيارات

1. يجب أن تبقى مجموعة الضغط أقل من 10%

أثناء تجميع حزمة البطارية، تتعرض الرغوة الموصلة عادةً لضغط يتراوح بين ٢٠٪ و٣٠٪ . يؤدي ضعف المرونة إلى "استرخاء الإجهاد"، مما يقلل ضغط التلامس ويزيد من معاوقة الواجهة بمرور الوقت.

تعالج شركة Konlida هذه المشكلة باستخدام ركائز PORON® عالية الكثافة جنبًا إلى جنب مع التدرج المعدني ، مع الحفاظ على مجموعة ضغط أقل من 8% بعد اختبارات مدتها 1000 ساعة ، متفوقة على متوسط ​​الصناعة البالغ 15%.

2. الاستقرار الحراري من -40 درجة مئوية إلى +125 درجة مئوية

قد تتجاوز درجات الحرارة العالية أثناء الشحن السريع أو الأحمال الثقيلة 100 درجة مئوية. تتأكسد رغوة EMI القياسية المطلية بالنيكل بسهولة، مما يؤدي إلى زيادة مقاومتها وتقليل فعالية الحماية.

طورت شركة كونليدا طلاءً مركبًا عالي الحرارة ، يتكون من طبقة أساسية من النحاس والنيكل للالتصاق، وطبقة علوية من الفضة للتوصيل. بعد 1000 ساعة من التعتيق عند درجة حرارة 125 درجة مئوية ، تبقى تغيرات مقاومة السطح ضمن 15% ، مما يضمن موثوقية التأريض على المدى الطويل.

الصورة: أداء رغوة كونليدا الموصلة عالية المرونة تحت الضغط طويل الأمد

3. مقاومة الاهتزاز واتساق التداخل الكهرومغناطيسي

قد يؤدي الاهتزاز المستمر أثناء تشغيل المركبة إلى إرخاء نقاط تلامس رغوة التداخل الكهرومغناطيسي. توصي كونليدا بدمج أخاديد على شكل حرف U أو نتوءات تحديد الموقع في التصميم الهيكلي، بالإضافة إلى دعامة عالية الالتصاق لضمان الثبات.

أظهر اختبار أجرته إحدى شركات صناعة السيارات الرائدة أنه بعد اعتماد رغوة الحماية من التداخل الكهرومغناطيسي FOF (القماش فوق الرغوة) مع وضع متكامل، انخفض التباين في التداخل الكهرومغناطيسي من ±12 ديسيبل إلى ±4 ديسيبل ، مما أدى إلى تحسين الاتساق بشكل كبير.

لإلقاء نظرة أعمق على فوائد مواد حماية FOF، راجع حشوات القماش فوق الرغوة: المقاومة، وفعالية الحماية، وأداء الضغط .

من توريد المواد إلى حلول EMI على مستوى النظام

بخلاف الإلكترونيات الاستهلاكية - حيث تهيمن عليها المنتجات "الخفيفة والرقيقة" - تتطلب تطبيقات السيارات الموثوقية والتكرار والتتبع . تقدم كونليدا حلاً شاملاً للتداخل الكهرومغناطيسي مصمماً خصيصاً لأنظمة بطاريات السيارات الكهربائية، بما في ذلك:

• التكيف الهيكلي: هندسة الرغوة المخصصة لتناسب دقيق عبر التفاوتات المتنوعة للوحدات.

• دعم DFM: إرشادات التصميم للتصنيع لمنع عدم محاذاة التجميع.

• خدمات التحقق: تقارير كاملة عن اختبار رذاذ الملح والدورة الحرارية والاهتزاز لدعم شهادة AEC-Q200 .

قال رئيس قسم إلكترونيات السيارات في كونليدا: "لا نبيع لفات من الرغوة فحسب، بل نبني شبكة كهرومغناطيسية حيوية موثوقة تربط جميع عقد الجهد العالي في السيارة الكهربائية".

للحصول على رؤى ذات صلة حول حماية EMI على مستوى النظام، استكشف PCB EMI Shielding: من الحماية النقطية إلى العزل على مستوى النظام .

اتجاه الصناعة: تصميم EMI ينتقل إلى الواجهة الأمامية

وفقًا لبحث أجرته شركة GGII، قامت 7 من أكبر 10 شركات مصنعة للبطاريات في الصين بدمج تقييم حماية التداخل الكهرومغناطيسي في مرحلة التصميم الأولية لهياكل حزم البطاريات. ويُعهد بشكل متزايد باختيار الرغوة الموصلة إلى مهندسي التوافق الكهرومغناطيسي ، وليس إلى فرق المشتريات.

الصورة: بيئة إنتاج واختبار رغوة EMI المخصصة للسيارات من شركة Konlida

اتصالات غير مرئية، أمان مرئي

مع تحول المركبات الكهربائية نحو هياكل أكثر ذكاءً وأعلى جهدًا ، لم يعد حجب التداخل الكهرومغناطيسي خيارًا، بل أصبح ضرورةً عمليةً للسلامة . كل قطعة من رغوة حجب التداخل الكهرومغناطيسي مسؤولة عن الحفاظ على اتصال مستقر بين البطارية عالية الجهد ونظام التحكم في المركبة .

بفضل الابتكار المستمر ودعم الهندسة على مستوى النظام، تضمن شركة كونليدا أن السلامة تبدأ من "الاتصالات غير المرئية" داخل كل سيارة كهربائية.