2017.7.3

面向EV・HV・PHV市场的电容器的最新技术趋势

 
NICHICON CORPORATION
 

  今后在快速推动的物联网社会各个领域的巨变值得期待。其中,汽车市场的ADAS(先进驾驶辅助系统)、自动驾驶以及产生更多舒适性的车联网受到瞩目。尼吉康坚信向电动汽车的驱动系统、电气系统、基础设施相关设备推荐电容器产品能助其一臂之力,因此这次介绍电容器在各个领域的最新技术趋势。

 
电机驱动用薄膜电容器的最新技术趋势

  在EV・HV・PHV的电动系统中搭载的电机驱动用薄膜电容器,主要采用了几μm厚的聚丙烯膜作为电介质,其表面上使用了用金属膜形成图案的蒸镀金属薄膜,具有卓越的电气特性、高安全性和高可靠性等特长。
  电机驱动用薄膜电容器被要求具备小型化、长寿命化、低价化,从材料开发到优化结构设计需要一贯的产品开发。

  • ①通过电介质膜的薄膜化实现小型化
    鉴于薄膜电容器的体积几乎与膜厚的平方成正比,因此膜的薄膜化不可或缺。如今,主要量产了2.5μm的聚丙烯膜,下一代系统中进一步推动超薄膜化的开发。
  • ②通过开发蒸镀技术实现高耐电压化和长寿命化
    伴随膜的薄膜化,还需要提高耐电压,因此在用于电极的蒸镀金属上形成图案,分离成小段,用熔丝部连接每个小段,从而具备安全机构,并确立高安全性的同时,力争实现高耐电压化和长寿命化。
  • ③优化结构设计
    近年来利用有限元法的分析技术发展迅猛,从案头研究阶段就能预测到薄膜电容器的性能。常规的强度设计,以及低电感化和热设计中提高分析精度,从而在开发初期就能优化结构设计,量产时能够实现低成本化。
 

图1 电机驱动用薄膜电容器
图1 电机驱动用薄膜电容器

图2 蒸镀图案
图2 蒸镀图案

 
车载、工业设备用导电性高分子混合铝电解电容器

  近年来在车载领域和工业设备领域中电控化和小型化的发展迅猛,在搭载铝电解电容器的基板上对于高性能化和高密度化的需求也是水涨船高。为满足这些需求,尼吉康开发了支持耐高热、长寿命、高纹波的“GYA系列”导电性高分子混合铝电解电容器,并且上市出售。(2017年4月)
  GYA系列采用融合了导电性高分子和电解液的混合电解质,通过采用独自的导电性高分子形成技术和导电性高分子兼容的电解液,兼备了低ESR 性能和氧化皮膜修复性能。
  尺寸体系为φ6.3×5.8L~φ10×10L,额定电压范围为25~63V,电容范围为10~330μF,保证了125℃ 4000小时。
  我们坚信今后导电性高分子混合铝电解电容器的用途更加广泛,市场规模会进一步扩大。为了进一步满足高容量・高耐热・高耐电压化的需求,尼吉康加速开发导电性高分子混合铝电解电容器,扩充产品阵容。

 

图3 “GYA系列”导电性高分子混合铝电解电容器
图3 “GYA系列”导电性高分子混合铝电解电容器

 
扩充了车载设备用“UCH系列”芯片型铝电解电容器的额定

  在车载相关领域,设备的高性能化迅猛发展的同时,为确保舒适的车内空间在引擎室及其周边配置电子电路变得相当普遍。此外,要求搭载的零部件能够应对严酷的温度环境和具备高可靠性。
  针对这些要求,尼吉康规定了耐久测试后的低温ESR,并且推出了UCZ系列产品上市出售,最近还开发了进一步实现小型化和低ESR化的UCH系列产品。
  本产品通过采用低散发性低电阻电解液和优化内部规格,相比φ6.3×7.7L的常规品,2000小时后的ESR变化率减少了75%。
  在尺寸体系为φ6.3×7.7L的基础上增加了φ8×10L和φ10×10L。额定电压范围为35V,电容范围为47~330μF。
  伴随高密度贴装化,市场始终要求产品具备小型化・高容量化以及高性能化,今后力争实现进一步的高规格化。

 

图4 “UCH系列”芯片型铝电解电容器
图4 “UCH系列”芯片型铝电解电容器

 
EV・PHV用的快速充电器以及车载充电器用的基板自立型铝电解电容器

  伴随电动汽车(EV)的普及,基础设施建设也进一步得到完善,开始在高速公路的停车区和日本各地的道之驿、地方政府的办公楼等处也设置了EV・PHV用快速充电器(简称快速充电器)。快速充电器搭载了基板自立型铝电解电容器,电容器的额定电压主流是450V,倾向于较为小型和低价的获得青睐。尼吉康的产品阵容中,普遍采用LGG系列(105℃ 2000小时保证品),如果要求进一步的小型化,则推荐105℃超小型品的LGM系列(105℃ 2000小时保证品)。LGM系列采用了最新开发的高容量电极箔和耐久性卓越的电解液以及电解纸,从而实现了行业最小级别的产品尺寸,该系列铝电解电容器最适合用于寻求省空间化的电路设计。

 

图5 “LGM系列”基板自立型铝电解电容器
图5 “LGM系列”基板自立型铝电解电容器

 

  此外,EV上搭载的车载充电器中也使用了基板自立型铝电解电容器,因为相比普通家电用或工业设备用的电容器,针对车载用电容器的性能要求很高。还被要求具备耐高温性和高耐振性,因此多采用高可靠性和长寿命的电容器。在长寿命小型品的LGX系列(105°C5000小时保证品)的基础上,振动条件严酷的环境下采用高耐振性形状的端子,或者在需要绝缘性能时采用耐电压性卓越的外装套管等,开展优化设计。

 
今后持续积累技术实力来满足汽车市场的发展,打造能够为社会做出贡献的企业。
 
结束
 
 
 

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