模塊化電容器平滑高壓電動汽車電池的輸出

直流鏈路電容器是電動汽車牽引逆變器的核心元件。這些無源元件用于平滑和穩(wěn)定從電池傳輸?shù)侥孀兤鞯闹绷麟妷骸Ｍ瑫r，這些電容器還能限制去耦尖峰以及由功率供應中的MOSFET或IGBT在負載變化時快速開關產(chǎn)生的電壓波動。因此，它們直接影響系統(tǒng)的電能效率和密度。

TDK推出了一組名為xEVCap的模塊化直流鏈路電容器構件，以適應系統(tǒng)的具體需求。該電容器具有最小的電阻（ESR）和電感（ESL），目標是乘用車、商用車和非公路電動汽車的牽引逆變器。xEVCap電容器電壓等級分別為500V、650V、850V和920V，并可應對SiC MOSFET和GaN功率FET的超快開關速度。

該系列薄膜電容器的額定電流范圍為35至60A（10 kHz下），ESL評級為14 nH或17 nH（1 MHz下）。根據(jù)額定電壓，這些元件支持60至270 μF的電容。

直流鏈路電容器在電動汽車中的作用是什么？

每輛現(xiàn)代電動汽車的核心是一個高壓電池組，工作電壓范圍從48V直流至800V。直流工作電壓越高，為實現(xiàn)相同輸出功率所需的電流越少，這與更高性能密切相關。

牽引逆變器將電池組的高壓直流電轉換為三相交流電，用于驅動電機在加速過程中工作，而在制動過程中又將交流電轉回直流電。直流鏈路電容器是系統(tǒng)的核心構件之一，它在電池和負載之間充當中介緩沖器。這種電容器還廣泛應用于與電網(wǎng)相連的太陽能和其他可再生能源系統(tǒng)。

直流鏈路電容器被并聯(lián)安裝在連接高壓電池的逆變器輸入級和輸出級的功率FET之間。它的主要作用是平滑從一端流向另一端的直流電壓。該裝置可消除系統(tǒng)在啟動和加速時突然要求大量電流時產(chǎn)生的波動，并管理直流總線的雜散電感。這些波動可能會影響功率質量，從而對電動汽車的效率和續(xù)航產(chǎn)生不利影響。

xEVCap：用于直流鏈路電容器的模塊化元件

隨著電動汽車功率水平的不斷提高，直流鏈路電容器越來越成為一個關鍵元件。該電容器必須能夠存儲大量能量并應對電壓、電流和溫度的快速變化。如果設計不足，直流鏈路電容器可能會提前失效或負面影響電動汽車的電力電子性能；而設計過度則會使該元件過于笨重且成本高昂。

因此，這種電容器很少是現(xiàn)成的元件，而是需要根據(jù)系統(tǒng)的具體要求進行定制設計，這可能會拖延設計過程。TDK希望通過其xEVCap技術取代傳統(tǒng)電力電子設備，這種技術更具模塊化和靈活性。這些電容器采用標準尺寸，包括85×47×40.5 mm、97.5×35.5×42.5 mm和109×47×40.5 mm。B25654A001具有焊接到母線或電路板的引線，而B25654A002則帶有用于焊接或擰緊到母線的平端子。

xEVCap系列專注于高可靠性和耐用性。TDK表示，這些電容器能夠在短時間內承受高于其額定電壓的電壓：額定850V的電容器在105°C下可容忍890V達100小時，并可承受高達1200V的瞬態(tài)電壓沖擊。

這些模塊化電容器還設計用于承受道路環(huán)境的嚴峻考驗。TDK稱，這些電容器能夠在-40至100°C的溫度范圍內工作，并符合最新的汽車AEC-Q200和IEC TS 63337標準。