การวิเคราะห์การประยุกต์ใช้ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง-ในยานพาหนะพลังงานใหม่

รถยนต์พลังงานใหม่เป็นยานพาหนะประเภทหนึ่งที่ขับเคลื่อนด้วยเชื้อเพลิงแหวกแนวหรือระบบพลังงานใหม่ โดยหลักแล้วรวมถึงรถยนต์ไฟฟ้าไฮบริด รถยนต์ไฟฟ้าบริสุทธิ์ รถยนต์เซลล์เชื้อเพลิง และรุ่นอื่นๆ ที่ใช้ระบบพลังงานใหม่ ด้วยการพัฒนาอย่างรวดเร็วของอุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่ สถาปัตยกรรมทางไฟฟ้าของยานพาหนะจึงค่อย ๆ พัฒนาไปสู่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น กำลังที่สูงขึ้น และประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ในกระบวนการนี้ มอเตอร์ แบตเตอรี่ และระบบควบคุมมอเตอร์ได้กลายเป็นเทคโนโลยีหลักสามประการของรถยนต์ ในบรรดาสิ่งเหล่านี้ กุญแจสำคัญในระบบควบคุมมอเตอร์อยู่ที่เทคโนโลยีอินเวอร์เตอร์ และการทำงานที่เสถียรของอินเวอร์เตอร์ต้องอาศัยตัวเก็บประจุรองรับกระแสตรงและโครงสร้างการส่งกระแสไฟฟ้าที่เกี่ยวข้อง เช่น ระบบนำไฟฟ้า BusBar ของยานยนต์ที่เข้ากัน

 

ในระบบขับเคลื่อนของยานพาหนะพลังงานใหม่ อินเวอร์เตอร์มีหน้าที่ในการแปลงกำลังไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่งออกจากแบตเตอรี่กำลังเป็นไฟฟ้ากระแสสลับที่จำเป็นสำหรับการขับเคลื่อนมอเตอร์ เพื่อให้แน่ใจถึงการทำงานที่เสถียรของอินเวอร์เตอร์ในสภาพแวดล้อมการสลับความถี่สูง- จำเป็นต้องกำหนดค่าตัวเก็บประจุลิงค์ DC- ที่ฝั่ง DC เป็นอุปกรณ์สนับสนุน DC เนื่องจากความหนาแน่นของพลังงานของยานพาหนะไฟฟ้ายังคงเพิ่มขึ้น การออกแบบที่ประสานกันระหว่างตัวเก็บประจุและโครงสร้างการเชื่อมต่อที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าจึงมีความสำคัญมากขึ้น ตัวอย่างเช่น การใช้รูปแบบการเชื่อมต่อความเหนี่ยวนำต่ำ- เช่น บัสบาร์ สำหรับตัวเก็บประจุกำลังสามารถลดการเหนี่ยวนำการหลงทางได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพโดยรวม

 

 

 

ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีวัสดุ ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติคแบบเดิมจะค่อยๆ ถูกแทนที่ด้วยตัวเก็บประจุแบบฟิล์มประสิทธิภาพสูง- ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มอาศัยเทคโนโลยีฟิล์มเคลือบโลหะและวัสดุฟิล์มฐานประสิทธิภาพสูง- มีความเสถียรและความน่าเชื่อถือที่เหนือกว่าในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ ด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพโครงสร้างภายในและการใช้-วัสดุฟิล์มโพลีโพรพีลีนอุณหภูมิสูง ตัวเก็บประจุ DC-Link สมัยใหม่ไม่เพียงแต่ได้รับความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้นเท่านั้น แต่ยังสามารถรวมเข้ากับการออกแบบ Capacitor Busbar ได้อีกด้วย ทำให้โครงสร้างระบบอินเวอร์เตอร์มีขนาดกะทัดรัดมากขึ้น

 

1. ประสิทธิภาพความปลอดภัยสูงและความต้านทานแรงดันไฟฟ้าเกินที่แข็งแกร่ง

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มมีลักษณะการรักษาตัวเอง-โดยทั่วไป เมื่อเกิดการสลายไดอิเล็กตริกเฉพาะที่ ชั้นการเคลือบโลหะจะระเหยโดยอัตโนมัติและแยกบริเวณรอยเลื่อนออก เพื่อป้องกันความล้มเหลวของวงจร-โดยรวม โดยทั่วไปการออกแบบจะเป็นไปตามมาตรฐาน IEC61071 และสามารถทนต่อแรงดันไฟกระชากเกิน 1.5 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ในทางตรงกันข้าม ความต้านทานแรงดันไฟฟ้าเกินของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าโดยทั่วไปจะมีค่าเพียง 1.2 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด ในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ คุณลักษณะความน่าเชื่อถือสูงนี้ เมื่อรวมกับโครงสร้างการเชื่อมต่อความเหนี่ยวนำต่ำ-ของบัสบาร์ตัวเก็บประจุแบบ DC สามารถปรับปรุงความซ้ำซ้อนด้านความปลอดภัยของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

2. ความเสถียรของอุณหภูมิที่ดีเยี่ยม

สภาพแวดล้อมการทำงานของรถยนต์พลังงานใหม่มีความซับซ้อน ทำให้ส่วนประกอบทางไฟฟ้าต้องทำงานอย่างเสถียรในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มโพลีโพรพีลีนอุณหภูมิสูง-โดยทั่วไปจะทำงานภายในช่วงอุณหภูมิ -40 องศาถึง 105 องศา และมีค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิต่ำมาก ความจุของพวกมันเปลี่ยนแปลงน้อยลงตามอุณหภูมิ ซึ่งมีเสถียรภาพที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับตัวเก็บประจุโพลีเอสเตอร์ เมื่อใช้ร่วมกับโครงสร้างฉนวน PET ของ Automotive BusBar จะสามารถปรับปรุงความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือของระบบในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงได้

 

3. Excellent High-Frequency Performance

ความถี่ในการสวิตชิ่งของอินเวอร์เตอร์ในยานพาหนะพลังงานใหม่โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 10kHz ซึ่งทำให้มีความต้องการสูงต่อคุณลักษณะความถี่สูง-ของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มมีปัจจัยการสูญเสียต่ำและการตอบสนองความถี่สูง-ที่ดีเยี่ยม ซึ่งช่วยลดความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้วยการออกแบบร่วม-ที่มีโครงสร้างนำไฟฟ้าความต้านทานต่ำ-ของ Busbar สำหรับตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม Busbar ทำให้ประสิทธิภาพการตอบสนองแบบไดนามิกของระบบอินเวอร์เตอร์สามารถปรับปรุงได้อย่างมาก

 

4. โครงสร้างแบบไม่-โพลาไรซ์ ทนต่อแรงดันย้อนกลับได้

อิเล็กโทรดของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเกิดขึ้นจากการระเหยของโลหะในระดับนาโน และโครงสร้างของตัวมันเองนั้นไม่เป็นขั้ว- ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องพิจารณาขั้วบวกและขั้วลบในการออกแบบวงจร ในทางตรงกันข้าม ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าหากได้รับแรงดันย้อนกลับเป็นเวลานาน อาจเกิดปฏิกิริยาเคมีภายในหรืออาจล้มเหลวได้ การใช้โครงสร้างตัวเก็บประจุแบบไม่มีขั้ว-รวมกับการเชื่อมต่อ EV BusBar ช่วยลดความยุ่งยากในการออกแบบสายไฟของระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าในรถยนต์พลังงานใหม่

 

5. ความสามารถด้านแรงดันไฟฟ้าสูง

เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าของแพลตฟอร์มยานพาหนะพลังงานใหม่ค่อยๆ อัปเกรดเป็นระบบ 400V และแม้แต่ 800V ความต้องการที่สูงขึ้นจึงส่งผลต่อความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มสามารถออกแบบให้มีระดับแรงดันไฟฟ้าที่ 450V, 600V หรือแม้กระทั่งสูงกว่า 800V ในขณะที่ตัวเก็บประจุแบบอิเล็กโทรไลติคมักจะต้องดิ้นรนเพื่อให้เกิน 500V ในระบบแรงดันไฟฟ้าสูง- ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้ามักต้องมีการออกแบบเป็นอนุกรม ในขณะที่ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มสามารถทนแรงดันไฟฟ้าสูงได้ในยูนิตเดียว เมื่อจับคู่กับบัสบาร์{10}}ที่มีความนำไฟฟ้าสูง เช่น Tin Plated Copper BusBar สำหรับ EV การสูญเสียของระบบจะลดลงได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

6. ESR ต่ำและความสามารถกระแสกระเพื่อมสูง

ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มมีความต้านทานอนุกรม (ESR) ต่ำมากและสามารถทนต่อกระแสกระเพื่อมขนาดใหญ่ได้ โดยทั่วไปความสามารถด้านกระแสริปเปิลจะสูงถึงมากกว่า 200mA/μF ซึ่งเกินกว่าความสามารถในตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าแบบเดิมมาก ซึ่งช่วยให้ระบบสามารถลดความต้องการความจุของตัวเก็บประจุในขณะที่ปรับปรุงประสิทธิภาพภายใต้สภาวะพลังงานเดียวกัน ในโมดูลไดรฟ์ไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ การส่งกระแสสูงมักจะทำได้ผ่านโครงสร้างบัสบาร์ของแบตเตอรี่ EV เพื่อใช้ประโยชน์จากข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มได้อย่างเต็มที่

 

7. การออกแบบ ESL ต่ำ

ระบบอินเวอร์เตอร์มีข้อกำหนดที่สูงมากสำหรับคุณลักษณะการเหนี่ยวนำต่ำ ดังนั้น DC-ตัวเก็บประจุลิงค์จึงมักมีการออกแบบ ESL ต่ำ ด้วยการรวมแกนตัวเก็บประจุเข้ากับบัสบาร์ ค่าความเหนี่ยวนำ-ในตัวสามารถลดลงเหลือต่ำกว่า 30nH ได้ ซึ่งช่วยลด-การสั่นของความถี่สูงและปรับปรุงความเสถียรของระบบ โครงสร้างนี้มักจะรวมกับการเชื่อมต่อบัสบาร์รถยนต์ไฟฟ้าเพื่อสร้างโมดูลขับเคลื่อนไฟฟ้าขนาดกะทัดรัด

 

8. ความต้านทานกระแสไฟกระชากที่แข็งแกร่ง

ยานพาหนะพลังงานใหม่สร้างกระแสขนาดใหญ่ชั่วคราวในระหว่างการสตาร์ท การเร่งความเร็ว หรือการนำพลังงานกลับมาใช้ใหม่ ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มสามารถปรับปรุงความต้านทานกระแสไฟกระชากได้อย่างมากด้วยโครงสร้างการตัดคลื่น-และเทคโนโลยีการเคลือบโลหะขอบที่หนาขึ้น เมื่อใช้ร่วมกับส่วนประกอบการเชื่อมต่อที่มีความน่าเชื่อถือสูง- เช่น ขั้วต่อไฟของยานยนต์ จะสามารถปรับปรุงความต้านทานแรงกระแทกของระบบได้อย่างมีประสิทธิภาพ

 

9. อายุการใช้งานยาวนาน

วัสดุแบบฟิล์มบาง-มีคุณสมบัติต่อต้าน-ความชราได้ดีเยี่ยม ดังนั้นอายุการใช้งานของตัวเก็บประจุแบบฟิล์มบาง-โดยทั่วไปจึงเกิน 15,000 ชั่วโมง ในบริบทของการใช้งานรถยนต์พลังงานใหม่ อายุการใช้งานนี้ตรงตามข้อกำหนดของวงจรชีวิตของยานพาหนะทั้งหมด ด้วยโครงสร้างการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่สมเหตุสมผล เช่น ระบบนำไฟฟ้าของยานยนต์ Busbar การสูญเสียความร้อนจะลดลงอีก และอายุการใช้งานของระบบโดยรวมก็ขยายออกไป

 

 

 

ในขณะที่อุตสาหกรรมยานยนต์พลังงานใหม่พัฒนาไปสู่แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นและความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น การบูรณาการส่วนประกอบต่างๆ ภายในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าก็มีการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม DC-Link Thin-สมัยใหม่ไม่เพียงแต่ได้รับการอัพเกรดอย่างต่อเนื่องในด้านวัสดุและกระบวนการเท่านั้น แต่ยังรวมเข้ากับโครงสร้างบัสบาร์ผ่านการออกแบบโมดูลาร์ ซึ่งช่วยลดขนาดของระบบและการเหนี่ยวนำการหลงทาง รูปแบบการออกแบบนี้มักจะรวมกับส่วนประกอบนำไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง- เช่น บัสบาร์แบตเตอรี่รถยนต์ ทำให้ระบบอินเวอร์เตอร์มีขนาดกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพมากขึ้น

 

นอกจากนี้ ในสถาปัตยกรรมไฟฟ้าโดยรวมของยานพาหนะ การจ่ายกำลัง ระบบสายดิน และการเชื่อมต่อระหว่างโมดูลกำลังต้องอาศัยโครงสร้างบัสบาร์ประสิทธิภาพสูง-มากขึ้น ตัวอย่างเช่น การใช้กราวด์บัสบาร์สำหรับยานยนต์และบัสบาร์แผ่นดีบุก-ของยานยนต์สามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความเสถียรทางกลในขณะเดียวกันก็รับประกันการนำไฟฟ้า

 

 

โดยรวมแล้ว ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มซึ่งมีความปลอดภัยเป็นเลิศ ความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้า ความคงตัวของอุณหภูมิ และอายุการใช้งานที่ยาวนาน ได้กลายเป็นส่วนประกอบสำคัญในวงจร DC{0}}Link ของอินเวอร์เตอร์สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ เนื่องจากแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าและความหนาแน่นของพลังงานของยานพาหนะพลังงานใหม่ยังคงเพิ่มขึ้น การออกแบบตัวเก็บประจุแบบฟิล์มที่ทำงานร่วมกันและโครงสร้างบัสบาร์ความเหนี่ยวนำ-ต่ำจะกลายเป็นทิศทางสำคัญในการเพิ่มประสิทธิภาพระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า

 

ในระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ ตัวเก็บประจุไม่ใช่ส่วนประกอบที่แยกออกจากกัน ประสิทธิภาพการทำงานยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่มั่นคงและเชื่อถือได้ บัสบาร์ประสิทธิภาพสูง-ไม่เพียงแต่สามารถส่งกระแสไฟสูงเท่านั้น แต่ยังลดการเหนี่ยวนำของระบบและการสูญเสียพลังงานได้อย่างมีประสิทธิภาพอีกด้วย ดังนั้น โซลูชัน BusBar ตัวเก็บประจุแบบฟิล์มสำหรับยานยนต์พลังงานใหม่และ Auto Bus Bar โดยเฉพาะจึงกลายเป็นส่วนสำคัญของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่ เพื่อตอบสนองข้อกำหนดในการเชื่อมต่อของโมดูลตัวเก็บประจุแบบฟิล์ม

 

ในฐานะผู้ผลิตตัวเชื่อมต่อแบบนำไฟฟ้าระดับมืออาชีพสำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ เรามุ่งมั่นที่จะนำเสนอผลิตภัณฑ์บัสบาร์ที่มีความน่าเชื่อถือสูงแก่ลูกค้า รวมถึง DC Capacitor Busbar สำหรับเชื่อมต่อระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าและโมดูลตัวเก็บประจุBusBar Cars สำหรับระบบแบตเตอรี่พลังงานและโซลูชั่นการเชื่อมต่อไฟฟ้าต่างๆ สำหรับรถยนต์พลังงานใหม่ ผลิตภัณฑ์เหล่านี้สามารถทำงานอย่างมีประสิทธิภาพร่วมกับโมดูลตัวเก็บประจุแบบฟิล์มเพื่อให้การสนับสนุนการเชื่อมต่อไฟฟ้าที่เสถียร ปลอดภัย และมีประสิทธิภาพสำหรับระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของรถยนต์พลังงานใหม่