Analyse der Anwendung von Dünnschichtkondensatoren in Fahrzeugen mit neuer Energie

Fahrzeuge mit neuer Energie sind eine Art von Fahrzeugen, die mit unkonventionellen Kraftstoffen oder neuartigen Antriebssystemen betrieben werden. Hierzu zählen vor allem Hybrid-Elektrofahrzeuge, reine Elektrofahrzeuge, Brennstoffzellenfahrzeuge und andere Modelle, die neue Energiesysteme nutzen. Mit der rasanten Entwicklung der neuen Energiefahrzeugindustrie entwickelt sich die elektrische Architektur von Fahrzeugen schrittweise in Richtung höherer Spannung, höherer Leistung und höherer Effizienz weiter. Dabei sind Motor, Batterie und Motorsteuerung zu den drei Kerntechnologien des Fahrzeugs geworden. Unter diesen liegt der Schlüssel zum Motorsteuerungssystem in der Wechselrichtertechnologie, und der stabile Betrieb des Wechselrichters hängt in hohem Maße von DC-Unterstützungskondensatoren und den zugehörigen Stromübertragungsstrukturen ab, wie z. B. dem passenden Automotive BusBar-Leitungssystem.

 

Im Antriebssystem von New-Energy-Fahrzeugen ist der Wechselrichter für die Umwandlung der von der Leistungsbatterie abgegebenen Gleichstromleistung in die zum Antrieb des Motors erforderliche Wechselstromleistung verantwortlich. Um einen stabilen Betrieb des Wechselrichters in einer Hochfrequenz-Schaltumgebung zu gewährleisten, muss auf der DC-Seite ein DC--Link-Kondensator als DC-Unterstützungsgerät konfiguriert werden. Da die Leistungsdichte von Elektrofahrzeugen immer weiter zunimmt, wird das abgestimmte Design zwischen Kondensator und leitfähiger Verbindungsstruktur immer wichtiger. Beispielsweise kann die Verwendung eines Verbindungsschemas mit niedriger -Induktivität, wie z. B. der Sammelschiene, für einen Leistungskondensator die Streuinduktivität effektiv reduzieren und den Gesamtwirkungsgrad verbessern.

 

 

 

Mit der Entwicklung der Materialtechnologie werden herkömmliche Elektrolytkondensatoren nach und nach durch Hochleistungs-Folienkondensatoren ersetzt. Filmkondensatoren, die auf metallisierter Filmtechnologie und hochleistungsfähigen Basisfilmmaterialien basieren, weisen in elektrischen Antriebssystemen für Fahrzeuge mit neuer Energie eine überragende Stabilität und Zuverlässigkeit auf. Durch die Optimierung der internen Struktur und die Verwendung von Hochtemperatur-Polypropylen-Folienmaterialien erreichen moderne DC-Link-Kondensatoren nicht nur eine höhere Energiedichte, sondern können auch in Kondensator-Sammelschienendesigns integriert werden, wodurch die Struktur des Wechselrichtersystems kompakter wird.

 

1. Hohe Sicherheitsleistung und starker Überspannungswiderstand

Folienkondensatoren haben typische Selbstheilungseigenschaften-. Wenn ein lokaler dielektrischer Durchschlag auftritt, verdampft die Metallisierungsschicht automatisch und isoliert den Fehlerbereich, wodurch ein allgemeiner Kurzschlussausfall verhindert wird. Ihr Design entspricht in der Regel der Norm IEC61071 und hält Stoßspannungen stand, die das 1,5-fache der Nennspannung überschreiten. Im Gegensatz dazu beträgt die Überspannungsfestigkeit von Elektrolytkondensatoren typischerweise nur das 1,2-fache der Nennspannung. In Elektroantriebssystemen für Fahrzeuge mit neuer Energie kann diese hohe Zuverlässigkeit in Kombination mit der Verbindungsstruktur der DC-Kondensatorsammelschiene mit niedriger -Induktivität die Sicherheitsredundanz des Systems effektiv verbessern.

 

2. Ausgezeichnete Temperaturstabilität

Die Betriebsumgebung von Fahrzeugen mit neuer Energie ist komplex und erfordert einen stabilen Betrieb elektrischer Komponenten über einen weiten Temperaturbereich. Hochtemperatur-Polypropylenfolienkondensatoren arbeiten typischerweise in einem Temperaturbereich von -40 bis 105 Grad und haben einen extrem niedrigen Temperaturkoeffizienten. Ihre Kapazität ändert sich weniger mit der Temperatur und weist im Vergleich zu Polyesterkondensatoren eine bessere Stabilität auf. In Verbindung mit der Automotive BusBar PET-Isolierungsstruktur können die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems in Umgebungen mit hohen Temperaturen weiter verbessert werden.

 

3. Hervorragende Hochfrequenzleistung

Die Schaltfrequenz von Wechselrichtern in New-Energy-Fahrzeugen liegt typischerweise bei etwa 10 kHz, was hohe Anforderungen an die Hochfrequenzeigenschaften von Kondensatoren stellt. Folienkondensatoren haben einen niedrigen Verlustfaktor und einen hervorragenden Hochfrequenzgang, wodurch Spannungsschwankungen und elektromagnetische Störungen wirksam unterdrückt werden. Durch das gemeinsame Design mit der niederohmigen leitfähigen Struktur der Sammelschiene für Sammelschienen-Folienkondensatoren kann die dynamische Reaktionsleistung des Wechselrichtersystems erheblich verbessert werden.

 

4. Nicht-Polarisierte Struktur, beständig gegen Sperrspannung

Die Elektroden von Filmkondensatoren werden durch nanoskalige Metallverdampfung gebildet und ihre Struktur selbst ist nicht{0}}polarisiert. Daher besteht keine Notwendigkeit, positive und negative Anschlüsse beim Schaltungsentwurf zu berücksichtigen. Im Gegensatz dazu kann es bei Elektrolytkondensatoren zu internen chemischen Reaktionen oder sogar zum Ausfall kommen, wenn sie über einen längeren Zeitraum einer Sperrspannung ausgesetzt werden. Der Einsatz einer nicht-polaren Kondensatorstruktur in Kombination mit EV-Sammelschienenverbindungen vereinfacht das Verkabelungsdesign von Elektroantriebssystemen in Fahrzeugen mit neuer Energie.

 

5. Hohe Nennspannungsfähigkeit

Da die Spannungen der neuen Energiefahrzeugplattformen schrittweise auf 400-V- und sogar 800-V-Systeme aufgerüstet werden, werden höhere Anforderungen an die Spannungsfestigkeit der Kondensatoren gestellt. Filmkondensatoren können mit Nennspannungen von 450 V, 600 V oder sogar über 800 V ausgelegt werden, während Elektrolytkondensatoren normalerweise Schwierigkeiten haben, 500 V zu überschreiten. In Hochspannungssystemen erfordern Elektrolytkondensatoren häufig eine Reihenschaltung, während Folienkondensatoren eine hohe Spannungsfestigkeit in einer einzigen Einheit erreichen können. Durch die Kombination mit Sammelschienen mit hoher Leitfähigkeit, z. B. einer Sammelschiene aus verzinntem Kupfer für Elektrofahrzeuge, können Systemverluste effektiv reduziert werden.

 

6. Niedriger ESR und hohe Stromwelligkeit

Folienkondensatoren haben einen extrem niedrigen Ersatzserienwiderstand (ESR) und können großen Welligkeitsströmen standhalten. Ihre Welligkeitsstromkapazität erreicht typischerweise über 200 mA/μF und übertrifft damit die herkömmlicher Elektrolytkondensatoren bei weitem. Dadurch kann das System den Bedarf an Kondensatorkapazität reduzieren und gleichzeitig die Effizienz unter gleichen Leistungsbedingungen verbessern. In Elektroantriebsmodulen für neue Energiefahrzeuge wird die Hochstromübertragung häufig durch eine Sammelschienenstruktur der EV-Batterie erreicht, um die Leistungsvorteile von Folienkondensatoren voll auszunutzen.

 

7. Design mit niedrigem ESL

Wechselrichtersysteme stellen extrem hohe Anforderungen an niedrige Induktivitätseigenschaften; Daher verwenden DC-Link-Kondensatoren typischerweise ein Design mit niedrigem ESL. Durch die Integration des Kondensatorkerns in die Sammelschiene kann die Selbstinduktivität auf unter 30 nH reduziert werden, wodurch hochfrequente Schwingungen reduziert und die Systemstabilität verbessert werden. Diese Struktur wird häufig mit Sammelschienenanschlüssen für Elektrofahrzeuge kombiniert, um ein kompaktes Elektroantriebsmodul zu bilden.

 

8. Starker Stoßstromwiderstand

New-Energy-Fahrzeuge erzeugen beim Anfahren, Beschleunigen oder bei der Energierückgewinnung vorübergehend hohe Ströme. Folienkondensatoren können durch eine Wellenschnittstruktur und eine Metallisierungstechnologie mit verdickten Kanten ihre Stoßstromfestigkeit deutlich verbessern. In Verbindung mit hochzuverlässigen Verbindungskomponenten wie Kfz-Stromanschlüssen kann es die Schlagfestigkeit des Systems effektiv verbessern.

 

9. Lange Lebensdauer

Dünnschichtmaterialien verfügen über hervorragende Alterungsschutzeigenschaften, daher beträgt die Lebensdauer von Dünnschichtkondensatoren typischerweise mehr als 15.000 Stunden. Im Kontext von New-Energy-Fahrzeuganwendungen entspricht diese Lebensdauer den Anforderungen des gesamten Fahrzeuglebenszyklus. Durch eine rationelle elektrische Verbindungsstruktur, wie zum Beispiel das Busbar-Leitungssystem für Kraftfahrzeuge, kann der Wärmeverlust weiter reduziert und die Gesamtlebensdauer des Systems verlängert werden.

 

 

 

Da sich die neue Energiefahrzeugindustrie in Richtung höherer Spannung und höherer Leistungsdichte entwickelt, verbessert sich auch die Integration von Komponenten in das elektrische Antriebssystem kontinuierlich. Moderne DC-{1}Link-Dünnschichtkondensatoren unterliegen nicht nur kontinuierlichen Verbesserungen bei Materialien und Prozessen, sondern lassen sich durch den modularen Aufbau auch in Sammelschienenstrukturen integrieren, wodurch die Systemgröße und die Streuinduktivität reduziert werden. Dieses Designmuster wird oft mit hocheffizienten leitfähigen Komponenten wie Autobatterie-Sammelschienen kombiniert, wodurch das Wechselrichtersystem kompakter und effizienter wird.

 

Darüber hinaus sind in der gesamten elektrischen Architektur des Fahrzeugs Stromverteilung, Erdungssysteme und Verbindungen zwischen Leistungsmodulen zunehmend auf Hochleistungs-Sammelschienenstrukturen angewiesen. Beispielsweise kann der Einsatz von Kfz-Erdungsschienen und Blechsammelschienen für die Automobilindustrie die Korrosionsbeständigkeit und mechanische Stabilität verbessern und gleichzeitig die Leitfähigkeit gewährleisten.

 

 

Insgesamt sind Folienkondensatoren mit ihrer hervorragenden Sicherheit, Spannungsfestigkeit, Temperaturstabilität und langen Lebensdauer zu Schlüsselkomponenten in den DC{0}}Zwischenkreisen von Wechselrichtern für Fahrzeuge mit neuer Energieversorgung geworden. Da die Spannungsplattform und die Leistungsdichte von Fahrzeugen mit neuer Energie immer weiter zunehmen, wird das synergetische Design von Folienkondensatoren und Sammelschienenstrukturen mit niedriger -Induktivität zu einer wichtigen Richtung für die Optimierung elektrischer Antriebssysteme.

 

In den elektrischen Antriebssystemen von New-Energy-Fahrzeugen sind Kondensatoren keine isolierten Komponenten; Ihre Leistung hängt auch von einer stabilen und zuverlässigen elektrischen Verbindungsstruktur ab. Hochleistungs-Sammelschienen können nicht nur eine hohe Stromübertragung erreichen, sondern auch die Systeminduktivität und den Energieverlust wirksam reduzieren. Daher werden spezielle New Energy Vehicle Film Capacitor BusBar- und Auto Bus Bar-Lösungen zu einem wichtigen Bestandteil der elektrischen Antriebssysteme von New Energy Vehicles, um die Verbindungsanforderungen von Filmkondensatormodulen zu erfüllen.

 

Als professioneller Hersteller von leitfähigen Steckverbindern für Fahrzeuge mit neuer Energieversorgung sind wir bestrebt, unseren Kunden äußerst zuverlässige Sammelschienenprodukte anzubieten, darunter DC-Kondensator-Sammelschienen für die Verbindung elektrischer Antriebssysteme und Kondensatormodule.Sammelschienenwagen für Leistungsbatteriesystemeund verschiedene elektrische Anschlusslösungen für Fahrzeuge mit neuer Energie. Diese Produkte können effizient mit Folienkondensatormodulen zusammenarbeiten, um eine stabile, sichere und effiziente elektrische Verbindungsunterstützung für elektrische Antriebssysteme von Fahrzeugen mit neuer Energie zu bieten.