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探索電容器在電動汽車中的關(guān)鍵作用(上)

發(fā)布時間:2024-08-25 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】當(dāng)代技術(shù),尤其是電動汽車(EV)的電力系統(tǒng),普遍顯示出極高的復(fù)雜度。這些系統(tǒng)在電動汽車的運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,包括高效地在交流電(AC)和直流電(DC)之間進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換,以及在DC-DC轉(zhuǎn)換過程中精確控制波動的功率水平。


當(dāng)代技術(shù),尤其是電動汽車(EV)的電力系統(tǒng),普遍顯示出極高的復(fù)雜度。這些系統(tǒng)在電動汽車的運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用,包括高效地在交流電(AC)和直流電(DC)之間進(jìn)行雙向轉(zhuǎn)換,以及在DC-DC轉(zhuǎn)換過程中精確控制波動的功率水平。


為了執(zhí)行這些復(fù)雜的任務(wù),電力系統(tǒng)依賴于電容器等無源元件,它們負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)交流電壓、過濾直流電壓中的噪聲,以及執(zhí)行其他多項“幕后”功能。然而,并非單一類型的電容器能夠獨(dú)立完成所有這些任務(wù)。這是因為不同種類的電容器在電壓承受能力、尺寸、耐溫性能和可靠性等方面各有其特定的需求和優(yōu)勢。為迎合電力系統(tǒng)的多樣化需求,包括陶瓷電容器、薄膜電容器以及鋁電解電容器等許多的電容器被設(shè)計來滿足特定的應(yīng)用要求,以確保電力系統(tǒng)的高效和穩(wěn)定運(yùn)行。


探索電容器在電動汽車中的關(guān)鍵作用(上)


為了更深入了解各種電容器技術(shù)所覆蓋的電容值與電壓范圍,我們首先從下方的圖1入手,通過這張圖片,您可以清晰地識別出以下電容器的典型容量范疇:


雷達(dá)系統(tǒng)的核心功能組件

通過其構(gòu)成的功能組件以及它們各自承擔(dān)的特定職責(zé),讓我們能更深入剖析雷達(dá)系統(tǒng)的奧秘。在圖1中,我們將每一個關(guān)鍵功能單元都視作獨(dú)立的模塊來展示,盡管在實(shí)際應(yīng)用中,這些功能可能會跨越多個電路進(jìn)行融合或細(xì)分。

  • 從皮法級到數(shù)百微法級的多層陶瓷電容器1(MLCCs)

  • 從納法以下到數(shù)十毫法級的薄膜電容器2

  • 在微法拉至數(shù)法拉的廣闊區(qū)間內(nèi)的鋁電解電容器3

1:[https://www.knowlescapacitors.com/Products/Capacitors/AEC-Q200] 

2:[https://www.cde.com/capacitors/film-paper-film-capacitors/power-film-dc-applications/dc-link-capacitors/box/] 

3:[https://www.cde.com/capacitors/aluminum-electrolytic/] 


探索電容器在電動汽車中的關(guān)鍵作用(上)

圖1:常見電容器技術(shù)所涵蓋的電容和電壓范圍


我們可以觀察到,各種技術(shù)領(lǐng)域的邊界彼此交織,這意味著需要深入理解每項具體應(yīng)用所涉及的電壓、尺寸、溫度及可靠性等具體需求的重要性,才能精準(zhǔn)挑選出最優(yōu)方案。接下來,我們將聚焦于電動汽車內(nèi)部電容器的一些典型應(yīng)用場景,探討電容器在這些場景中所需承擔(dān)的不同職能,以及常用于這些職能的電容器技術(shù)類型。


電容器在電動汽車電力系統(tǒng)中的多種作用


電動汽車內(nèi)的電力系統(tǒng)必須可靠地處理大量波動的電力。雖然圖2顯示了電動汽車動力系統(tǒng)中的所有不同功能塊,但我們將特別關(guān)注電容器在以下功能中的作用:


電動汽車內(nèi)部的電力系統(tǒng)承擔(dān)著艱巨任務(wù),必須穩(wěn)定且可靠地管理龐大的電力波動。盡管圖2全面展示了電動汽車動力系統(tǒng)中錯綜復(fù)雜的各類功能單元,但接下來,我們的焦點(diǎn)將特別集中在電容器如何助力以下關(guān)鍵功能上的重要作用。

  • 牽引逆變器(直流至交流)

  • 車載充電器(交流至直流)

  • DC-DC轉(zhuǎn)換器


探索電容器在電動汽車中的關(guān)鍵作用(上)

圖2: 本圖突出顯示了電動汽車高壓電力系統(tǒng)中各功能模塊的分布情況。我們將在本文中討論以醒目黃色標(biāo)識出的三個關(guān)鍵功能模塊。

文章來源:Knowles樓氏電容


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