薄膜电容器是汽车电子的基本元件,用于一系列电动汽车系统的能量存储和电压调节。在电动汽车中,薄膜电容器在平滑电力传输和确保关键系统(例如电动压缩机、OBC 和无线输电系统 (WPT) 等未来应用)的可靠性方面发挥着至关重要的作用。然而,传统薄膜电容器在满足现代汽车应用的严格要求方面面临局限性,特别是在高温环境下。
目前,汽车应用中使用的薄膜电容器通常具有 105°C 的保证温度限制。然而,村田最近推出了一种具有卓越耐热性能的新型薄膜介电材料。利用这种材料,并与其合作伙伴 Shizuki Electronic 一起,他们成功地将一种薄膜电容器推向市场,该薄膜电容器能够在 125°C 和峰值 135°C 的温度下连续工作指定的时间限制。
村田制作所和 Shizuki 的合资企业成立于 2008 年,新产品村田制作所的高温薄膜电容器 (HTFC) 或 FH 系列代表了汽车电容器的范式转变,解决了传统薄膜电容器的缺点。由于采用了独特的耐热介电材料,FH系列在高温环境下表现出更高的功率密度和更大的允许纹波电流,超越了传统的PP薄膜电容器。这种特性在高频范围内变得更加明显。例如,当环境温度达到105°C时,聚丙烯(PP)薄膜电容器已经达到其最大允许纹波电流。然而,由于FH系列的耐热性较高,因此允许的纹波电流可以显着增加。
虽然以前曾出现过高耐热薄膜电容器的实例,但人们对高温下自愈功能的功效以及短路故障的可能性提出了担忧。然而,即使在与电动汽车电力系统相关的高温条件下,FH 系列也以其功能性自愈能力解决了这些问题。通过在高温环境下提供无与伦比的可靠性和性能,该技术还允许工程师将平滑电容器放置在更靠近热功率元件的位置,从而减少整体电路占地面积。
对于电动汽车,FH 系列的小型化设计、更高的工作温度和更大的纹波电流使其成为要求苛刻的 OBC、电动压缩机和 WPT 功能的理想选择。
FH 系列提供 500Vdc 时的 4、10、15、20μF 和 850Vdc 时的 3、10、15、20μF,在这些应用中用作平滑电容器,提高系统的功率密度并减少高温下的可靠性问题状况。增加的封装密度和更高的工作温度使电子设计工程师能够创建更紧凑的系统,而不会影响使用寿命。较低的冷却要求进一步有助于这一点,从而可能减少散热器尺寸。