概述
母线排是几乎所有配电系统的重要组件，用于在各行各业的电气系统内传导和分配电力。近年来，母线排技术出现了几大重要创新趋势，特别是在汽车和电动汽车（EV）市场，包括电动汽车充电基础设施。本文旨在探究推动各个电动出行应用领域的母线排创新趋势，并重点介绍一些具体的用例。
驱动优化母线排需求的因素
随着面向消费者的电动汽车、商用电动汽车、电动自行车和相关充电基础设施市场继续以前所未有的速度增长，各种电源应用也以类似的速度快速激增。
随着电动汽车成为主流，对延长行驶里程和更快充电的需求正在加速向更高功率传动系统持续发展，例如超越400v—800v系统。使用更高的充电输出，电压翻倍可以减少高达50%的电量。尽管当今市场上的电动汽车大多采用400v系统，但行业项目表明，到2027至2030年，将有90%以上的电动汽车将采用800v系统。
图1——母线排支持不断增长的功率密度，而不会增加尺寸和重量
此外，所有车载子系统（例如伺服电机控制功能、信息娱乐应用、驾驶员辅助系统和自动驾驶）持续电气化，需要不断扩展的高度可定制、可配置的母线排技术。
母线排设计的一些关键影响领域包括：
- 高功率密度：随着电动汽车对更高功率的需求不断增加，功率密度较高的母线排需要在更小的横截面内承受更大的电流，从而减小元件的尺寸和重量。
- 灵活性：母线排技术需要更大的灵活性，以适应复杂的形状和空间。得益于这种灵活性，母线排可以集成到更小、更复杂的电动汽车、车载子系统和充电基础设施设计中。
- 提高效率：母线排技术的创新着重于通过降低输电过程中的电阻和产热量来提高电气系统的效率。电阻降低，意味着输电过程中的功率损耗较少，从而最终提高整体效率。
- 改进热管理：输电过程中产生的热量会导致电气元件的寿命缩短。因此，正在开发母线排技术，以改善热管理，从而提升散热性能并降低元件失效的风险。
- 集成智能技术：母线排集成智能技术，可以实时监控电气系统，因此在潜在问题变得严重之前，更加容易发现这些问题并做出诊断。该技术还可以通过监控充电过程的温度、电流和电压来提高电动汽车充电基础设施的安全性。
母线排创新的具体用例
以下部分更具体地介绍了创新母线排设计和部署的一些关键支持技术。
BusMate®可插拔母排连接器
BusMate®电源母排连接器系统是母线排设计中一项最重要的进展，该系统不仅占用空间小，可以节省PCB板空间，而且具有高的载流量/尺寸比，支持不断增长的功率密度。为了适应各种应用， BusMate®功率耦合器可采用表面安装（SMT）或技术成熟的免焊接鱼眼端子压接接口。
BusMate®可插拔浮动连接技术可适应较大的装配容差：+/-0.8 mm配接插片偏移和高达+/-16度的扭曲。此外， BusMate®可以支持各种插入深度，并适应最多三个重新配接周期，而不会导致性能降低。
运动控制子系统
BusMate®的一些关键用例在于汽车运动控制组件，包括电子助力转向系统（EPS）和其他电机集成要求。BusMate®尺寸紧凑，PCB占用空间小，可实现各种针对特定应用的配置方案，例如在多相电机设计中各相使用单独的BusMate®连接器（如下图所示）。
图3——用于多相电机集成的BusMate®连接
电动汽车充电系统
BusMate®还用于支持快速充电和双向智能充电系统等充电创新应用。随着充电应用越来越复杂，整体功率密度不断增加，集成各种功能、尽可能缩小尺寸及提高功率效率的能力，对于移动出行持续取得成功至关重要。
BusMate支持各种电源互连方案，包括板对板、交流、直流、保险丝、变压器等，可帮助设计人员为车载和充电基础设施设计紧凑、高性能的新型系统
图4——BusMate®用于电力应用
电源转换器、逆变器和配电系统
BusMate®占用空间小，载流量高，连接牢固，是下一代高性能、小型逆变器、转换器、变压器、配电和动力管理系统设计人员的理想选择。
随着汽车行业的动力系统和模块越来越复杂，功率密度不断增加，集成各种功能、尽可能缩小尺寸及提高功率效率的需求是成功的关键。牢固且可配置的BusMate®电源母排连接器具有关键接口点，这些接口点对于提供所需性能以及简化生产流程至关重要，有助于降低成本，快速提高产量并实现高产量。
电机定子母排
用于电机定子的创新先进母线排技术使设计人员能够快速优化牵引电机的电流、外形尺寸和热性能，提高装配速度并降低总体部署成本。
电机定子母排用于容纳通常用于先进高压电机定子的发夹绕组，并提供一系列灵活的多相连接功能。电机定子母排可满足各种高压电流要求，并使用与特殊高分子材料集成的高性能铜，以实现最佳的介电隔离效果并改善热特性。
具体选件包括满足三相或六相应用要求的多相定子线棒，以及用于钎焊、可插拔、激光焊接或螺栓固定的互连选件。
图6——高压大电流电机定子母排不需要进行复杂的电缆连接，从而提升导电性并减小电机的尺寸和重量
复杂多层模压母排
一个关键目标是在材料成本和功能之间实现最佳平衡，以满足不同的应用要求。Ennovi首创的另一项最佳实践是使用精密材料充填工艺，该工艺按顺序使用阀浇口来减少焊缝，同时改善单向纤维取向，最大限度地减少翘曲并提高尺寸精度。
图7——复杂的定制母线排设计可提升电气性能，同时最大限度地减小热应力
图8——柔性母排非常适合需要振动、热膨胀和装配容差的应用
小结
总之，本文描述的母线排技术的主要创新趋势集中在以下方面：提高功率密度、柔韧性、效率、热管理、智能技术集成和标准化。这些新的母线排技术最终将有助于提高电动汽车和充电基础设施的性能和安全性。仔细关注这些系统级母线排集成因素将有助于提高性能，同时减少重量、尺寸、成本和装配步骤。
除了成为电动汽车和火车、轮船和飞机等其他可持续交通应用不断发展的重要支持技术外，这些母线排创新技术还应用于各种不同的行业领域，例如电力公用事业、绿色能源发电、通信、工业控制和其他动力管理功能。