تجزیه و تحلیل کاربرد خازنهای لایه نازک- در خودروهای انرژی نو

وسایل نقلیه انرژی جدید نوعی خودرو هستند که با سوخت‌های غیر متعارف یا سیستم‌های قدرت جدید، عمدتاً شامل خودروهای الکتریکی هیبریدی، خودروهای الکتریکی خالص، خودروهای سلول سوختی و سایر مدل‌هایی هستند که از سیستم‌های انرژی جدید استفاده می‌کنند. با توسعه سریع صنعت خودروهای انرژی جدید، معماری الکتریکی وسایل نقلیه به تدریج به سمت ولتاژ بالاتر، توان بالاتر و راندمان بالاتر تکامل می یابد. در این فرآیند، موتور، باتری و سیستم کنترل موتور به سه فناوری اصلی خودرو تبدیل شده‌اند. در این میان، کلید سیستم کنترل موتور در فناوری اینورتر نهفته است، و عملکرد پایدار اینورتر به شدت به خازن‌های پشتیبانی DC و ساختارهای انتقال جریان مرتبط با آن‌ها، مانند سیستم رسانای Automotive BusBar وابسته است.

 

در سیستم محرک خودروهای انرژی جدید، اینورتر وظیفه تبدیل برق خروجی DC از باتری برق را به برق متناوب مورد نیاز برای به حرکت درآوردن موتور دارد. برای اطمینان از عملکرد پایدار اینورتر در یک محیط سوئیچینگ فرکانس بالا، یک خازن DC- باید در سمت DC به عنوان یک دستگاه پشتیبانی DC پیکربندی شود. با ادامه افزایش چگالی توان خودروهای الکتریکی، طراحی هماهنگ بین خازن و ساختار اتصال رسانا اهمیت فزاینده ای پیدا می کند. به عنوان مثال، استفاده از یک طرح اتصال با اندوکتانس پایین، مانند باسبار، برای خازن قدرت می‌تواند به طور موثری اندوکتانس سرگردان را کاهش دهد و کارایی کلی را بهبود بخشد.

 

 

 

با توسعه فناوری مواد، خازن‌های الکترولیتی سنتی به تدریج با خازن‌های فیلم با کارایی بالا- جایگزین می‌شوند. خازن های فیلم، با تکیه بر فناوری فیلم متالایز و مواد فیلم پایه با کارایی بالا-، پایداری و قابلیت اطمینان بالایی را در سیستم های محرک الکتریکی برای وسایل نقلیه با انرژی جدید نشان می دهند. با بهینه‌سازی ساختار داخلی و استفاده از مواد پلی‌پروپیلن با دمای بالا، خازن‌های DC مدرن{5} نه تنها به چگالی انرژی بالاتری دست می‌یابند، بلکه می‌توانند با طرح‌های باسبار خازن ادغام شوند و ساختار سیستم اینورتر را فشرده‌تر می‌کند.

 

1. عملکرد ایمنی بالا و مقاومت در برابر ولتاژ قوی

خازن‌های فیلم ویژگی‌های خود{0}}خود ترمیمی معمولی دارند. هنگامی که یک خرابی دی الکتریک محلی رخ می دهد، لایه متالیزاسیون به طور خودکار تبخیر می شود و ناحیه خطا را ایزوله می کند، در نتیجه از شکست کلی- مدار کوتاه جلوگیری می کند. طراحی آنها معمولاً با استاندارد IEC61071 مطابقت دارد و می تواند ولتاژهای افزایشی بیش از 1.5 برابر ولتاژ نامی را تحمل کند. در مقابل، مقاومت اضافه ولتاژ خازن های الکترولیتی معمولاً تنها 1.2 برابر ولتاژ نامی است. در سیستم‌های محرک الکتریکی برای وسایل نقلیه با انرژی جدید، این مشخصه قابلیت اطمینان بالا، همراه با ساختار اتصال اندوکتانس پایین -شیشه خازن DC، می‌تواند به طور موثر افزونگی ایمنی سیستم را بهبود بخشد.

 

2. پایداری درجه حرارت عالی

محیط عملیاتی وسایل نقلیه با انرژی جدید پیچیده است و به اجزای الکتریکی نیاز دارد تا در محدوده دمایی وسیعی کار کنند. خازن های فیلم پلی پروپیلن دمای بالا معمولاً در محدوده دمایی -40 درجه تا 105 درجه کار می کنند و ضریب دمایی بسیار پایینی دارند. ظرفیت آنها با دما کمتر تغییر می کند و در مقایسه با خازن های پلی استر پایداری بهتری را نشان می دهد. هنگامی که با ساختار عایق PET BusBar Automotive BusBar استفاده می شود، ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم در محیط های با دمای بالا می تواند بیشتر افزایش یابد.

 

3. عملکرد فرکانس عالی-

فرکانس سوئیچینگ اینورترها در وسایل نقلیه با انرژی جدید معمولاً حدود 10 کیلوهرتز است، که تقاضاهای زیادی برای ویژگی‌های فرکانس{1} بالا خازن‌ها ایجاد می‌کند. خازن های فیلم دارای ضریب تلفات کم و پاسخ فرکانس{3} عالی عالی هستند و به طور موثری نوسانات ولتاژ و تداخل الکترومغناطیسی را سرکوب می کنند. از طریق طراحی مشترک-ساختار رسانای امپدانس کم{6} شین برای خازن فیلم Busbar، عملکرد پاسخ دینامیکی سیستم اینورتر به طور قابل توجهی بهبود می یابد.

 

4. ساختار غیر قطبی، ولتاژ معکوس قابل تحمل

الکترودهای خازن‌های فیلم از طریق تبخیر فلز در مقیاس نانو شکل می‌گیرند و ساختار آن‌ها به خودی خود - غیر قطبی است. بنابراین نیازی به در نظر گرفتن پایانه های مثبت و منفی در طراحی مدار نیست. در مقابل، خازن های الکترولیتی، اگر برای مدت طولانی تحت ولتاژ معکوس قرار گیرند، ممکن است واکنش های شیمیایی داخلی را تجربه کنند یا حتی از کار بیفتند. استفاده از ساختار خازن غیر قطبی همراه با اتصالات EV BusBar، طراحی سیم کشی سیستم های محرک الکتریکی را در خودروهای انرژی جدید ساده می کند.

 

5. قابلیت ولتاژ نامی بالا

همانطور که ولتاژ پلت فرم خودروهای انرژی جدید به تدریج به سیستم های 400 ولت و حتی 800 ولت ارتقا می یابد، تقاضاهای بالاتری بر روی قابلیت های مقاومت در برابر ولتاژ خازن اعمال می شود. خازن های فیلم را می توان با سطوح ولتاژ نامی 450 ولت، 600 ولت یا حتی بالاتر از 800 ولت طراحی کرد، در حالی که خازن های الکترولیتی معمولاً برای فراتر از 500 ولت تلاش می کنند. در سیستم‌های ولتاژ بالا، خازن‌های الکترولیتی اغلب نیاز به طراحی سری دارند، در حالی که خازن‌های فیلم می‌توانند در یک واحد ولتاژ بالا را تحمل کنند. با جفت شدن با شینه‌های{10} رسانایی بالا مانند گذرگاه مسی قلع‌کاری شده برای خودروهای برقی، تلفات سیستم را می‌توان به طور موثر کاهش داد.

 

6. ESR پایین و قابلیت جریان ریپل بالا

خازن های فیلم دارای مقاومت سری معادل بسیار کم (ESR) هستند و می توانند جریان های موج دار زیادی را تحمل کنند. قابلیت جریان موج دار آنها معمولاً به بیش از 200mA/μF می رسد که بسیار بیشتر از خازن های الکترولیتی سنتی است. این به سیستم اجازه می دهد تا ظرفیت خازن مورد نیاز را کاهش دهد و در عین حال بازده را در شرایط توان یکسان بهبود بخشد. در ماژول های محرک الکتریکی خودروهای انرژی جدید، انتقال جریان بالا اغلب از طریق ساختار باسبار باتری EV برای استفاده کامل از مزایای عملکرد خازن های فیلم حاصل می شود.

 

7. طراحی کم ESL

سیستم های اینورتر نیازمندی های بسیار بالایی برای ویژگی های اندوکتانس کم هستند. بنابراین،{0}خازن‌های DC معمولاً از طراحی ESL پایین استفاده می‌کنند. با ادغام هسته خازن با باسبار، می‌توان خود{2}}القایی را به کمتر از 30nH کاهش داد، در نتیجه نوسانات فرکانس بالا را کاهش داد و پایداری سیستم را بهبود بخشید. این ساختار اغلب با اتصالات وسیله نقلیه الکتریکی شینه ترکیب می شود تا یک ماژول محرک الکتریکی فشرده را تشکیل دهد.

 

8. مقاومت جریان موج قوی

وسایل نقلیه انرژی جدید در هنگام راه اندازی، شتاب گیری یا بازیابی انرژی، جریان های بزرگ گذرا تولید می کنند. خازن های فیلم، از طریق ساختار موجی-و تکنولوژی متالیزاسیون لبه ضخیم، می توانند مقاومت جریان نوسانی خود را به طور قابل توجهی بهبود بخشند. هنگامی که در ارتباط با اجزای اتصال{3} با قابلیت اطمینان بالا مانند اتصال دهنده های برق خودرو استفاده می شود، می تواند به طور موثر مقاومت ضربه ای سیستم را بهبود بخشد.

 

9. عمر طولانی

مواد لایه نازک دارای خواص ضد پیری عالی هستند، بنابراین عمر مفید خازن های لایه نازک معمولاً بیش از 15000 ساعت است. در زمینه کاربردهای وسایل نقلیه انرژی جدید، این طول عمر الزامات کل چرخه عمر خودرو را برآورده می کند. از طریق یک ساختار اتصال الکتریکی منطقی، مانند سیستم رسانای خودرو Busbar، اتلاف حرارت را می توان بیشتر کاهش داد و طول عمر کلی سیستم را افزایش داد.

 

 

 

همانطور که صنعت خودروهای انرژی جدید به سمت ولتاژ بالاتر و چگالی توان بالاتر توسعه می یابد، ادغام اجزا در سیستم محرک الکتریکی نیز به طور مداوم در حال بهبود است. خازن‌های جدید DC-لینک نازک- نه تنها در مواد و فرآیندها به‌روزرسانی مداوم می‌شوند، بلکه از طریق طراحی مدولار با ساختارهای شینه‌ها ادغام می‌شوند و در نتیجه اندازه سیستم و اندوکتانس سرگردان را کاهش می‌دهند. این الگوی طراحی اغلب با اجزای رسانا با راندمان بالا مانند میله‌های اتوبوس باتری خودرو ترکیب می‌شود و سیستم اینورتر را فشرده‌تر و کارآمدتر می‌کند.

 

علاوه بر این، در کلیت معماری الکتریکی خودرو، توزیع نیرو، سیستم‌های زمین و اتصالات بین ماژول‌های قدرت به طور فزاینده‌ای به ساختارهای باسبار با عملکرد بالا-تکیه می‌کنند. برای مثال، استفاده از میله‌های اتوبوس زمینی و قلع{2}}خودرو می‌تواند مقاومت در برابر خوردگی و پایداری مکانیکی را بهبود بخشد و در عین حال رسانایی را تضمین کند.

 

 

به طور کلی، خازن های فیلم، با ایمنی عالی، قابلیت تحمل ولتاژ، پایداری دما و طول عمر طولانی، به اجزای کلیدی در مدارهای DC{{0}پیوند اینورترها برای وسایل نقلیه با انرژی جدید تبدیل شده اند. همانطور که پلت فرم ولتاژ و چگالی توان وسایل نقلیه انرژی جدید همچنان در حال افزایش است، طراحی هم افزایی خازن های فیلم و ساختارهای باسبار با اندوکتانس پایین به جهت مهمی برای بهینه سازی سیستم های محرک الکتریکی تبدیل خواهد شد.

 

در سیستم های محرک الکتریکی وسایل نقلیه با انرژی جدید، خازن ها اجزای جدا شده نیستند. عملکرد آنها همچنین به یک ساختار اتصال الکتریکی پایدار و قابل اعتماد بستگی دارد. باسبارهای با کارایی بالا نه تنها می‌توانند به انتقال جریان بالا دست یابند، بلکه به طور مؤثری اندوکتانس و اتلاف انرژی سیستم را کاهش می‌دهند. بنابراین، راه‌حل‌های اختصاصی باسبار خازن فیلم خودرو انرژی جدید و راه‌حل‌های Auto Bus Bar در حال تبدیل شدن به بخش مهمی از سیستم‌های محرک الکتریکی خودروهای انرژی جدید هستند تا نیازهای اتصال ماژول‌های خازن فیلم را برآورده کنند.

 

به عنوان یک تولید کننده حرفه ای کانکتورهای رسانا برای وسایل نقلیه انرژی جدید، ما متعهد هستیم که محصولات شینه بسیار قابل اعتماد، از جمله شینه های خازن DC برای اتصال سیستم های محرک الکتریکی و ماژول های خازن را به مشتریان ارائه دهیم.BusBar Cars برای سیستم های باتری نیروو راه حل های مختلف اتصال الکتریکی برای وسایل نقلیه با انرژی جدید. این محصولات می توانند به طور موثر با ماژول های خازن فیلم کار کنند تا از اتصال الکتریکی پایدار، ایمن و کارآمد برای سیستم های محرک الکتریکی خودروهای انرژی جدید پشتیبانی کنند.