روند ارتقا در سیستم‌های کنترل الکترونیکی خودروهای انرژی جدید: فناوری خازن فیلم، عملکرد{0}راندمان بالا-سیستم‌های محرک الکتریکی ولتاژ بالا را ممکن می‌سازد

همانطور که وسایل نقلیه جدید انرژی به سرعت به سمت-ولتاژ بالا،-قدرت بالا و معماری های بسیار یکپارچه تکامل می یابند، کارایی هم افزایی در بین باتری، موتور و سیستم های کنترل الکترونیکی به عاملی حیاتی تبدیل شده است که بر عملکرد کلی خودرو تأثیر می گذارد. خازن های فیلم، که به عنوان اجزای کلیدی ذخیره انرژی و فیلتر در سیستم های کنترل الکترونیکی عمل می کنند، نقشی حیاتی در تثبیت ولتاژ باس DC، کاهش نوسانات جریان و افزایش راندمان تبدیل توان دارند. در مقایسه با خازن‌های الکترولیتی سنتی، خازن‌های فیلمی که به‌طور خاص برای وسایل نقلیه انرژی جدید طراحی شده‌اند، قابلیت اطمینان بالاتر، تلفات کمتر و عمر طولانی‌تر را ارائه می‌کنند و آنها را به اجزای اصلی در سیستم‌های محرک الکتریکی تبدیل می‌کنند.

 

در کاربردهایی مانند اینورترها، کنترل‌کننده‌های موتور، و{0}سیستم‌های الکتریکی ولتاژ بالا، خازن‌ها باید در برابر سختی‌های ترکیبی ولتاژ بالا، سوئیچینگ فرکانس بالا و محیط‌های حرارتی پیچیده مقاومت کنند. راه‌حل‌های خازن سنتی اغلب با مسائلی مانند افزایش تولید گرما، تسریع تخریب، و محدودیت‌های اندازه در طول کار با فرکانس بالا دست و پنجه نرم می‌کنند. در مقابل، خازن‌های فیلم-تولید شده با استفاده از فیلم پلی پروپیلن متالیز-بهتر الزامات سختگیرانه پایداری و چگالی توان را در وسایل نقلیه با انرژی جدید برآورده می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

یکی از مزیت های کلیدی خازن های فیلم قابلیت خود ترمیمی-آنها است. هنگامی که یک ناهنجاری الکتریکی موضعی رخ می دهد، ساختار فیلم متالیزه به طور خودکار ناحیه آسیب دیده را با تبخیر پوشش نازک فلزی جدا می کند، در نتیجه از خرابی فاجعه بار دی الکتریک جلوگیری می کند و قابلیت اطمینان عملیاتی طولانی مدت را افزایش می دهد. علاوه بر این، مقاومت سری معادل کم آنها (ESR) اتلاف انرژی را در حین کار با فرکانس بالا به حداقل می‌رساند، افزایش دما را کاهش می‌دهد و کارایی کلی سیستم محرک الکتریکی را بهبود می‌بخشد.

 

در معماری کنترل الکترونیکی وسایل نقلیه انرژی جدید، باس DC به عنوان یک مسیر انتقال انرژی حیاتی عمل می کند که سیستم باتری را به ماژول اینورتر متصل می کند. برای به حداقل رساندن پارامترهای انگلی در مدار قدرت، سیستم‌ها به طور فزاینده‌ای از طرح‌های یکپارچه استفاده می‌کنند-مانند استفاده از ساختار شینه‌های خودرو برای بهینه‌سازی مسیرهای فعلی{2}} که منجر به اتصالات الکتریکی فشرده‌تر و کاهش اتلاف انرژی در نقاط اتصال می‌شود.

 

طراحی هم افزایی خازن های فیلم و ساختارهای شینه راه مهم دیگری برای افزایش عملکرد سیستم کنترل الکترونیکی است. در حالی که روش‌های سنتی معمولاً به پیکربندی‌های جداگانه برای خازن‌ها، شینه‌های مسی و سازه‌های پشتیبانی نیاز دارند، سیستم‌های مدرن با کارایی بالا به طور فزاینده‌ای طراحی‌های یکپارچه‌ای را اتخاذ می‌کنند که خازن‌ها را با اجزای رسانا ترکیب می‌کنند.

 

این ادغام حلقه های جریان کوتاه تر و اندوکتانس انگلی کمتر را ممکن می کند. شایان ذکر است، شین‌های چند لایه EV از ساختاری ترکیبی از لایه‌های رسانای متعدد و مواد عایق برای نزدیک‌تر کردن مسیرهای جریان مثبت و منفی استفاده می‌کنند و به طور موثری نوک ولتاژ تولید شده در هنگام سوئیچینگ فرکانس بالا را سرکوب می‌کنند.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

در برنامه‌های کاربردی-خودروهای انرژی نو (NEV) با قدرت بالا، خازن‌ها نه تنها باید الزامات فیلترینگ پایدار را برآورده کنند، بلکه باید در برابر موج‌های جریان گذرای بزرگ- مقاومت کنند. در نتیجه، طراحی منطقی ساختار اتصال بین باسبار باتری و خازن برای افزایش پاسخ دینامیکی سیستم بسیار مهم است. بهینه سازی سطح مقطع هادی{4}}، نقاط اتصال، و طرح های عایق می تواند مدیریت حرارتی را بیشتر بهبود بخشد و توان خروجی خودرو را تثبیت کند.

 

از آنجایی که پلتفرم‌های ولتاژ بالا{1} 800 ولت به طور فزاینده‌ای در NEV‌ها استفاده می‌شوند، سیستم‌های کنترل الکترونیکی الزامات سخت‌گیرانه‌تری را در مورد قابلیت تحمل ولتاژ، اتلاف گرما و استفاده از فضا بر خازن‌های فیلم تحمیل می‌کنند. پیشرفت فناوری شارژ سریع-ولتاژ بالا-سیستم‌های محرک الکتریکی را به سمت چگالی توان بالاتر سوق می‌دهد و خازن‌هایی با قابلیت‌های انتقال جریان- برتر را ضروری می‌سازد. در این زمینه، طراحی ساختاری سیستم‌های شینه به یک عامل مهم تأثیرگذار بر قابلیت اطمینان کلی سیستم تبدیل شده است.

 

فراتر از عملکرد الکتریکی، NEV ها به طراحی های سبک وزن و یکپارچگی فضایی فشرده نیاز دارند. بهینه سازی ساختار داخلی خازن ها و روش های اتصال خارجی آنها می تواند فضای نصب را کاهش داده و یکپارچگی سیستم را افزایش دهد. به عنوان مثال، راه‌حل‌های باسبار قدرت سفارشی‌سازی‌شده برای پلت‌فرم‌های خودروی خاص می‌توانند مسیرهای انتقال انرژی را به طور مؤثرتری با الزامات طرح کلی خودرو هماهنگ کنند.

 

با توجه به سازگاری الکترومغناطیسی (EMC)، دستگاه‌های سوئیچینگ با سرعت بالا که در سیستم‌های محرک الکتریکی NEV یافت می‌شوند، نرخ‌های بالایی از تغییر ولتاژ و جریان را تولید می‌کنند. طراحی ضعیف ساختار اتصال می تواند به راحتی منجر به تداخل الکترومغناطیسی شود. بنابراین، فرآیند طراحی خازن‌ها و شینه‌ها باید به طور جامع به عملکرد عایق، توزیع میدان الکتریکی و ویژگی‌های امپدانس فرکانس بالا بپردازد. پیاده‌سازی راه‌حل‌های عایق شینه، حفاظت در مناطق{4} ولتاژ بالا را افزایش می‌دهد و ایمنی عملیاتی را بهبود می‌بخشد.

 

از آنجایی که دستگاه‌های قدرت کاربید سیلیکون (SiC) به طور فزاینده‌ای جایگزین IGBT‌های مبتنی بر سیلیکون می‌شوند، فرکانس‌های سوئیچینگ در سیستم‌های کنترل الکترونیکی در حال افزایش است و نیاز به ساختارهای اتصال با اندوکتانس پایین- را ایجاد می‌کند. در محیط‌های سوئیچینگ با سرعت بالا، شین‌های IGBT و ساختارهای اتصال برق جدید باید تعادلی بین ظرفیت حمل{4} فعلی، استحکام مکانیکی و عملکرد الکتریکی برقرار کنند.

 

روندهای آینده در سیستم‌های کنترل الکترونیکی NEV بر عملکرد{0}ولتاژ بالا، کوچک‌سازی، هوشمندی و قابلیت اطمینان بالا متمرکز خواهند بود. به عنوان اجزای حیاتی که ذخیره انرژی را با تبدیل توان مرتبط می‌کنند، خازن‌های فیلم به سمت رتبه‌بندی‌های ولتاژ بالاتر، بهبود انعطاف‌پذیری در دمای-و عمر مفید طولانی‌تر ادامه خواهند داد.

 

در نسل بعدی وسایل نقلیه انرژی جدید، ساختارهای باسبار خازن EV امکان بهینه‌سازی بیشتر راندمان اتصال بین خازن‌ها و ماژول‌های قدرت را فراهم می‌کنند و در نتیجه تلفات سیستم را کاهش می‌دهند. در همین حال، میله‌های توزیع نیروی خازن EV-برای محیط‌های کاربردی متنوع توسعه یافته‌اند-طراحی‌های معماری الکتریکی انعطاف‌پذیرتری را برای وسایل نقلیه با انرژی جدید تسهیل می‌کنند.

 

از نوآوری مواد گرفته تا بهینه‌سازی ساختاری، فناوری خازن فیلم انرژی جدید باعث تکامل مداوم سیستم‌های محرک الکتریکی در وسایل نقلیه با انرژی جدید می‌شود. با نگاهی به آینده، طراحی هم افزایی خازن‌ها، شین‌ها، مواد عایق و ماژول‌های قدرت، برد رانندگی، عملکرد دینامیکی و قابلیت اطمینان سیستم این خودروها را بیشتر خواهد کرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

همانطور که وسایل نقلیه جدید انرژی، وسایل نقلیه هیبریدی، و پلتفرم‌های محرک الکتریکی هوشمند همچنان به پیشرفت خود ادامه می‌دهند، تقاضای بازار برای اجزای{0}}ارتباط متقابل با عملکرد بالا همچنان در حال رشد است. راه حل های سازه ای مانند شینه های خازن،شینه های خازن فیلم EVو شینه‌های مسی عایق‌شده برای سیستم‌های الکتریکی خودرو به اجزای حیاتی معماری‌های{0} ولتاژ بالا تبدیل می‌شوند و پایه‌ای پایدار و کارآمد برای انتقال انرژی در آینده حمل‌ونقل برقی فراهم می‌کنند.