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薄膜电容器在新能源汽车上的运用

厦门法拉电子股份有限公司赖五福

薄膜电容器是一种应用于直流滤波场合的电容器。由于它跟传统电容相比有寿命长、

温度稳定性好等优点，更适用于新能源汽车中的逆变器直流滤波。【摘要】本文主要介

绍薄膜电容器优点、采用的先进技术、相关的选型标准及应用分析。

能源,薄膜电容器,电解电容器,逆变器,新能源汽车【关键词】

1.引言容理论上不会产生短路击穿的现象，这大

大提高了这类电容的安全性，典型的失效随着工业的迅速发展、人口的增长和人

民生活水平的提高，能源短缺已成为世界性模式是开路。在特定应用中电容的抗峰

值问题，能源安全受到越来越多国家的重视。电压能力也是考察电容的重要指标。实际

随着“汽车社会”的逐渐形成，汽车保有量上，对电解电容而言，允许承受的最大浪在

不断地呈现上升趋势，全球汽车行业的发涌电压是1.2倍，这种情况迫使使用者不得

展面临着能源和环保的双重压力，各个国家不考虑峰值电压而非标称电压。为了将

来在世界汽车业中占得一席之地，纷b.良好的温度特性，产品温度使用范图1电机控制

器主回路示意图围广，可以从-40?-105?纷推出了各自的的新能源汽车的规划蓝图，

直流支撑薄膜电容器采用的高温聚丙并大力发展新能源汽车。

新能源汽车是指采用非常规的车用烯薄膜，具有聚酯薄膜和电解电容没有的

燃料作为动力来源，新能源汽车包括混合温度稳定性，具体如下图5，图6。动力汽

车、纯电动汽车、燃料电池电动汽从图5中可以看出，随着温度的升高，车、氢发动机

汽车、其他新能源(如高效聚丙烯膜电容器容量总体是下降的，但下[1]储能器、二甲醚)

汽车等各类别产品。降的比例是很小的，大概是300PPM/?;

电机，电池和电机控制技术是新能源而聚酯膜不管是在高温阶段还是在低温

汽车的三大核心。电机控制技术的核心就阶段，容量随温度变化则大了很多，为是

需要高效电机控制的逆变器技术，高效+200+600PPM/?。从图6可以看出，聚~电机

控制的逆变器技术则需要一个功能强丙烯膜介质电容图2第一代丰田Prius电机控制器

大的IGBT模块和一个与之匹配的直流支撑器的损耗随温度变化基本不变的，但聚酯

膜介质电容器在低温和高温显示变化规律电容器，如图1所示。

是不一样的。本文主要介绍薄膜电容的优点、采用的

先进技术、相关的选型标准及应用分析。由于聚丙烯膜介质电容器具有良好

2.薄膜电容的技术优点的温度特性，不管是在低温(比如说中国早期直流支撑薄膜电

容都是采用电解电北方)或者高温地区(比如说沙漠地区)都容，随着薄膜电容技术的发

展，特别是基膜可以得到正常的使用，但对于电解电容器本身技术的发发展和金属化采

用分割的技术来说，如果在低温地区，由于电解液的存出现，不仅使得薄膜电容的体积

在越做越小在，电解液可能会凝固，电容的性能在低的同时，产品的耐压水平还保持在

相当的水温的时候，性能发生较大的变化，可能导平，现在越来越多的公司采用高温聚

丙烯薄致电机控制器不能正常使用。膜电容器的作为直流支撑电容，一个典型的图3第

二代丰田Prius电机控制器例子就是丰田公司的PRIU车型的改进;而c.频率特性稳定，

产品高频特性好目国内车企典型代表是比亚迪F3DM和E6，都使前大部分的控制器开

关频率在约用薄膜电容器作为直流支撑电容。第一代丰10KHZ，这就要求产品的高频性

能好，对于田Prius使用的滤波电容器是电解电容器，电解电容器和聚酯膜电容器来

说，这个要见图2;从第二代开始，便开始使用薄膜滤求是个难题。具体见图7，图8。

波电容器组，见图3。从图7可以看出，随着频率的升高，目前用于直流支撑的薄膜电

容器，大聚酯膜介质电容器的所测容量是随着频率部分是使用高温聚丙烯膜作为介质，

聚丙

烯薄膜电容器有如下的优点。的上升是逐步减少的，但聚丙烯膜介质电

a.产品安全性好，耐过压能力强由于容器则基本不变。

薄膜电容器具有自愈额现象，从图8可