電容器在新能源中的(de)應用(yòng)

時(shí)間:2018-4-20 分(fēn)享到:
在新能源及新能源汽車領域中,對(duì)于電容器業而言,不但作爲爲新能源控制系統、電源治理(lǐ)系統、電源逆變及直流交流切換系統的(de)等相關上遊企業是一次難得(de)的(de)曆史性機遇,同時(shí),新能源電容無疑給不可(kě)或缺的(de)電容器業也(yě)帶來(lái)了(le)一次難得(de)的(de)發展機遇。

一、新能源汽車領域
作爲在該行業中,對(duì)電容器有以下(xià)幾個(gè)方面的(de)運用(yòng):
A. 電動汽車電源治理(lǐ)系統
作爲動力電池的(de)治理(lǐ)系統,除對(duì)各種電池組電源治理(lǐ)外,還(hái)要對(duì)于電源的(de)輸出進行治理(lǐ),包括汽車控制輔助單元電源的(de)治理(lǐ),有些系統設計還(hái)要考慮上下(xià)坡能量的(de)補償和(hé)吸收等等,作爲車載用(yòng)電子元器件有著(zhe)很多(duō)使用(yòng)環境不确定性的(de)特點,因此對(duì)其會有更爲苛刻的(de)要求。在混合動力系統中,作爲能量的(de)補償和(hé)吸收的(de)方案有些采用(yòng)超級電容器組儲能的(de)方式,因此,對(duì)于超大(dà)容量的(de)超級電容器将有著(zhe)很大(dà)的(de)需求,上海世博會電動汽車就是很好的(de)運用(yòng)實例。同時(shí),作爲超大(dà)容量超級電容器的(de)快(kuài)速成長(cháng)及産業化(huà),電動汽車業的(de)發展會起到一定的(de)推波助瀾的(de)作用(yòng)。
B.  充電機(樁)及充電站系統
目前充電方案有以下(xià)四種方案:
1)  換電池的(de)方案:支持該方案的(de)有日産、安凱客車、南(nán)車時(shí)代
2)  插電充電方案:支持該方案的(de)有上汽、比亞迪
3)  混合動力方案:支持該方案的(de)有通(tōng)用(yòng)、豐田、福特、大(dà)衆
4)  增程方案:支持該方案的(de)以國外幾個(gè)著(zhe)名品牌爲主
無論以上何種方案,總會基于AC-AC,AC-DC,DC-DC及DC-AC轉換技術平台,在濾波過程中,電解電容器是必不可(kě)少的(de)元器件。特别要提出的(de),在低壓DC-DC轉換系統中,固态高(gāo)分(fēn)子電解電容器也(yě)是首選和(hé)優選的(de)器件,由于固态高(gāo)分(fēn)子電解電容用(yòng)具有低ESR,長(cháng)壽命,寬溫等特性而特别适合在北(běi)方戶外低溫狀态工作的(de)特點。有些充電系統還(hái)會使用(yòng)到輔助單元系統,如:EPS/UPS、高(gāo)壓變頻(pín)器、高(gāo)壓開關電源系統,這(zhè)些都是電容器行業傳統的(de)市場(chǎng)。
二、新能源領域
新能源行業除對(duì)耐高(gāo)壓、大(dà)電容量電解電容器、薄膜電容器和(hé)超級電容器行業帶來(lái)市場(chǎng)需求外,對(duì)其他(tā)常規電容器的(de)需求也(yě)會帶來(lái)新的(de)增長(cháng)。在新能源領域的(de)應用(yòng),除筆者舉例外,在其他(tā)場(chǎng)合具體應用(yòng)的(de)案例還(hái)不勝枚舉。
新能源又稱非常規能源,是指傳統能源之外的(de)各種能源形式。指剛開始開發利用(yòng)或正在積極研究、有待推廣的(de)能源,如太陽能、地熱(rè)能、風能、海洋能、生物(wù)質能和(hé)核聚變能等。
現在國家都在大(dà)力提倡使用(yòng)風能、太陽能,這(zhè)是清潔能源。所以現在越來(lái)越多(duō)公司在設計太陽能發電、風能發電電源治理(lǐ)系統的(de)時(shí)候,選型時(shí)主要是高(gāo)電壓、大(dà)容值的(de)電容器有很大(dà)的(de)産品需求。比如風能産品系統,有三處運用(yòng)電容器到這(zhè)個(gè)産品中,第一個(gè)可(kě)以選用(yòng)薄膜電容器做(zuò)高(gāo)電壓吸收的(de)應用(yòng);還(hái)有一個(gè)是DC-LINK,DC-DC轉換過程中,起濾波儲能的(de)作用(yòng);第三個(gè)是并網時(shí)的(de)抗幹擾電容。需要說明(míng)的(de)是,在這(zhè)三款電容器中,大(dà)家最關注的(de)就是DC-LINK用(yòng)電容器,一般用(yòng)戶有兩種電容器可(kě)以選擇,第一個(gè)就是鋁電解電容器,尤其在DC-DC轉換單元,它的(de)工作電壓是700伏,容量是3300到4700uF,這(zhè)些僅僅是在小功率風能系統中的(de)應用(yòng)。大(dà)功率單元場(chǎng)合使用(yòng)的(de)電容器數目還(hái)會成倍增加。
鋁電解電容器的(de)最高(gāo)耐壓一般是在450V,那麽如何在700伏這(zhè)個(gè)電壓值下(xià)使用(yòng)呢(ne)?(知名電容廠商VDTCAP品牌目前已經成功研制出700v6800uf的(de)鋁電解電容器,代理(lǐ)商咨詢電話(huà)021-24208728)至少需要兩隻鋁電解電容串聯達到900伏耐壓滿足大(dà)于700伏的(de)要求,一般像這(zhè)種穩壓和(hé)濾波電容器,假如使用(yòng)鋁電解電容器的(de)話(huà),都需要很多(duō)鋁電解電容器串、并聯,才能達到很大(dà)的(de)容量值和(hé)耐高(gāo)電壓的(de)使用(yòng)要求。直流應用(yòng)的(de)場(chǎng)合也(yě)可(kě)以選擇使用(yòng)薄膜電容器,薄膜電容器的(de)應用(yòng)場(chǎng)合容量值和(hé)鋁電解電容器是一樣的(de),但是它的(de)耐電壓值可(kě)以直接做(zuò)到700伏,不需要通(tōng)過串、并聯來(lái)滿足耐壓的(de)要求的(de)。 怎樣來(lái)選擇鋁電解電容器和(hé)薄膜電容器呢(ne)?在完全相同的(de)應用(yòng)場(chǎng)合,到底是采用(yòng)鋁電解電容器還(hái)是采用(yòng)薄膜電容器呢(ne)?假如薄膜電容器能夠達到每一元人(rén)民币1μF~2μF的(de)電容量,那以後的(de)趨勢一定是采用(yòng)薄膜電容器爲主,但有一點誇大(dà)的(de)目前用(yòng)薄膜電容器替換鋁電解電容器的(de)最大(dà)的(de)障礙關鍵是價格題目。假如從特性角度而言,采用(yòng)薄膜電容器有以下(xià)四個(gè)方面的(de)理(lǐ)由:
A:由于薄膜電容器的(de)介質材料的(de)特點,決定了(le)它的(de)ESR值低,因而它的(de)發熱(rè)量也(yě)非常的(de)低,另外,它還(hái)可(kě)以做(zuò)到很高(gāo)的(de)耐紋波電壓。
B:鋁電解電容器是液體電容器,首先有一個(gè)使用(yòng)壽命的(de)限制,現在很多(duō)太陽能、風能産品終極使用(yòng)的(de)用(yòng)戶對(duì)産品有一個(gè)壽命的(de)要求,必須要大(dà)于15年,産品在15年之内必須是可(kě)靠的(de),由于風能産品的(de)維修用(yòng)度是非常昂貴和(hé)困難的(de)。薄膜電容器是固體電容器,它正好可(kě)以滿足這(zhè)一使用(yòng)要求,鋁電解電容器有電解液材料的(de)揮發,一般它沒有辦法達到15年的(de)使用(yòng)壽命期,假如要達到15年的(de)試驗壽命,意味著(zhe)期間要更換兩到三次。
C:薄膜電容器濾波能力比鋁電容電容器要強很多(duō)倍。濾波要好的(de)話(huà)可(kě)以采用(yòng)薄膜電容器,轉換的(de)效率更高(gāo)。這(zhè)個(gè)就是現在在風能、太陽能應用(yòng)發展的(de)趨勢。
D:有更寬使用(yòng)環境溫度範圍的(de)特性,這(zhè)也(yě)是液體電容器和(hé)固體電容器的(de)差别,薄膜電容器在低溫狀态工作的(de)穩定性非常好。
在太陽能運用(yòng)方面,由于超級電容器充放電次數可(kě)達到數十萬次以上,壽命特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優于其他(tā)電池類産品,這(zhè)樣,可(kě)以解決特别是在高(gāo)空及密閉狀态免維護的(de)擔憂,所以,經常會運用(yòng)超級電容器作爲儲能器件來(lái)取代傳統鉛酸蓄電池,傳統鉛酸蓄電池充電壽命一般在500次左右。譬如,太陽能路燈、交通(tōng)訊号燈就有應用(yòng)的(de)實例。
新能源及新能源汽車業的(de)發展無疑是一場(chǎng)新的(de)能源革命,标志著(zhe)新興産業和(hé)産業變革的(de)高(gāo)潮已經來(lái)臨,給各關聯行業帶來(lái)了(le)機遇和(hé)挑戰,作爲配套用(yòng)基礎電子元器件的(de)電容器業也(yě)同樣帶來(lái)了(le)諸多(duō)發展機遇,特别是耐高(gāo)壓、大(dà)容量鋁電解電容器,固态高(gāo)分(fēn)子鋁電解電容器,薄膜電容器,超級電容器将會帶來(lái)長(cháng)足發展的(de)良機。

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