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揭秘电动汽车中直流链路电容器的奥秘(上)

关键词:电动汽车 直流链路 电容器

时间:2024-10-22 09:53:13      来源:网络

直流链路电容器在功率转换器中扮演着中间缓冲器的角色,连接着输入源与输出负载,适应不同的瞬时功率、电压和频率。在电动汽车(EV)领域,它们不仅有效抵消逆变器、电机控制器及电池系统中电感的影响,还充当滤波器,为电动汽车子系统提供保护,抵御电压尖峰、浪涌及电磁干扰(EMI)的侵害。

直流链路电容器在功率转换器中扮演着中间缓冲器的角色,连接着输入源与输出负载,适应不同的瞬时功率、电压和频率。在电动汽车(EV)领域,它们不仅有效抵消逆变器、电机控制器及电池系统中电感的影响,还充当滤波器,为电动汽车子系统提供保护,抵御电压尖峰、浪涌及电磁干扰(EMI)的侵害。


图1:电力转换系统中直流链路电容器的常见用途(来源:可靠电力电子中心1)

1:[http://vbn.aau.dk/files/152271344/reliability_of_capacitors_for_dc_link_... ]

请查看图2中的车载充电器(OBC),它承担着为牵引蓄电池充电的重要任务。在OBC内部,包含了以下组件:

⚫ AC/DC转换器利用整流和功率因数校正(PFC)技术,将电网中的交流电(AC)高效地转换为直流电(DC)。
⚫ 用于能量缓冲的中间直流链路电路。
⚫ 下一级的DC/DC转换器负责调节所产生的直流电压,确保为电池提供精准的直流电平。


图2:OBC交流/直流级简化方框图示

DC链路电容器Cbulk 被巧妙安置在整流器与DC/DC转换器之间。其卓越特性包括:

⚫ 高直流电压额定值:300V至500V
⚫ 超大电容:200µF至1500µF
⚫ 工作温度范围:-40°C至+250°C
⚫ 低等效串联电阻(ESR):<1.5mΩ
⚫ 高均方根(RMS)电流容量
⚫ 具备高机械坚固性

为了满足大电容值的需求,通常需要采用多个电容器或电容器阵列。在此类应用中,楼氏电容事业部强烈推荐使用高性能StackiCap 1812-4040 250V-1.2kV 100nF-5.6µF X7R系列电容器2,此外,直流链路电容器还需具备处理两倍线路频率的能力,因此常见的电路布局是将多层陶瓷电容器(MLCC)与其他电容器技术并联,以达到这一要求。

2:[https://www.knowlescapacitors.com/Products/Capacitors/SMDCap/High-Std-Voltage/StackiCap]

在下一期的文章中,我们将继续为大家带来电动汽车中直流链路电容器奥秘的下半部分,敬请期待。

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