Xu hướng nâng cấp trong hệ thống điều khiển điện tử phương tiện sử dụng năng lượng mới: Công nghệ tụ điện dạng màng cho phép-hoạt động hiệu quả cao của hệ thống truyền động điện cao áp-

Khi các phương tiện sử dụng năng lượng mới nhanh chóng phát triển theo hướng kiến ​​trúc-điện áp cao, công suất-cao và tích hợp cao, hiệu quả tổng hợp giữa pin, động cơ và hệ thống điều khiển điện tử đã trở thành yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của phương tiện. Tụ điện màng, đóng vai trò là bộ phận lọc và lưu trữ năng lượng quan trọng trong hệ thống điều khiển điện tử, đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định điện áp bus DC, giảm thiểu biến động dòng điện và nâng cao hiệu suất chuyển đổi năng lượng. So với tụ điện điện phân truyền thống, tụ điện màng được thiết kế dành riêng cho phương tiện sử dụng năng lượng mới mang lại độ tin cậy vượt trội, tổn thất thấp hơn và tuổi thọ dài hơn, khiến chúng trở thành thành phần cốt lõi trong hệ thống truyền động điện.

 

Trong các ứng dụng như bộ biến tần, bộ điều khiển động cơ và hệ thống điện-cao áp, tụ điện phải chịu được sự khắc nghiệt tổng hợp của điện áp cao, chuyển đổi tần số-cao và môi trường nhiệt phức tạp. Các giải pháp tụ điện truyền thống thường gặp khó khăn với các vấn đề như tăng nhiệt lượng, tăng tốc độ suy giảm và hạn chế về kích thước khi vận hành tần số-cao; ngược lại, tụ điện màng-được sản xuất bằng màng polypropylen kim loại hóa-đáp ứng tốt hơn các yêu cầu nghiêm ngặt về độ ổn định và mật độ năng lượng trong các phương tiện sử dụng năng lượng mới.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ưu điểm chính của tụ điện màng là khả năng tự phục hồi. Khi xảy ra sự cố điện cục bộ, cấu trúc màng kim loại sẽ tự động cách ly khu vực bị hư hỏng bằng cách làm bay hơi lớp phủ kim loại mỏng, nhờ đó ngăn chặn sự cố điện môi thảm khốc và nâng cao-độ tin cậy vận hành lâu dài. Hơn nữa, điện trở nối tiếp tương đương thấp (ESR) của chúng giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng trong quá trình vận hành-tần số cao, giảm mức tăng nhiệt độ và cải thiện hiệu suất tổng thể của hệ thống truyền động điện.

 

Trong kiến ​​trúc điều khiển điện tử của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, bus DC đóng vai trò là đường truyền năng lượng quan trọng kết nối hệ thống pin với mô-đun biến tần. Để giảm thiểu các tham số ký sinh trong mạch điện, các hệ thống ngày càng sử dụng các thiết kế tích hợp-chẳng hạn như sử dụng cấu trúc thanh cái ô tô để tối ưu hóa đường dẫn hiện tại-dẫn đến kết nối điện nhỏ gọn hơn và giảm tổn thất năng lượng tại các điểm kết nối.

 

Thiết kế phối hợp của tụ điện màng và cấu trúc thanh cái thể hiện một con đường quan trọng khác để nâng cao hiệu suất của hệ thống điều khiển điện tử. Trong khi các phương pháp truyền thống thường yêu cầu cấu hình riêng biệt cho tụ điện, thanh cái đồng và cấu trúc hỗ trợ, thì các hệ thống-hiệu suất cao hiện đại ngày càng áp dụng các thiết kế tích hợp kết hợp tụ điện với các thành phần dẫn điện.

 

Sự tích hợp này cho phép các vòng dòng điện ngắn hơn và độ tự cảm ký sinh thấp hơn. Đáng chú ý là thanh cái nhiều lớp EV sử dụng cấu trúc tổng hợp gồm nhiều lớp dây dẫn và vật liệu cách điện để mang các đường dẫn dòng điện dương và âm đến gần nhau hơn, ngăn chặn hiệu quả các xung điện áp sinh ra trong quá trình chuyển đổi tần số cao.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Trong các ứng dụng phương tiện sử dụng năng lượng mới (NEV) công suất cao, tụ điện không chỉ phải đáp ứng các yêu cầu lọc ổn định mà còn phải chịu được các dòng điện đột biến có cường độ-cao. Do đó, thiết kế hợp lý cấu trúc kết nối giữa thanh cái pin và tụ điện là rất quan trọng để nâng cao khả năng đáp ứng động của hệ thống. Việc tối ưu hóa-các mặt cắt ngang của dây dẫn, điểm kết nối và cách bố trí cách điện có thể cải thiện hơn nữa khả năng quản lý nhiệt và ổn định công suất đầu ra của xe.

 

Khi nền tảng điện áp cao-800V ngày càng được áp dụng nhiều trong NEV, hệ thống điều khiển điện tử đang áp đặt các yêu cầu khắt khe hơn đối với tụ điện màng liên quan đến khả năng chịu điện áp, tản nhiệt và tận dụng không gian. Sự tiến bộ của công nghệ sạc nhanh-điện áp cao{4}} thúc đẩy các hệ thống truyền động điện hướng tới mật độ năng lượng cao hơn, đòi hỏi các tụ điện có khả năng mang dòng-vượt trội. Trong bối cảnh này, thiết kế cấu trúc của hệ thống thanh cái đã trở thành một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến độ tin cậy tổng thể của hệ thống.

 

Ngoài hiệu suất về điện, NEV còn yêu cầu thiết kế nhẹ và tích hợp không gian nhỏ gọn. Tối ưu hóa cấu trúc bên trong của tụ điện và phương pháp kết nối bên ngoài của chúng có thể giảm không gian lắp đặt và tăng cường khả năng tích hợp hệ thống. Ví dụ: các giải pháp thanh cái điện tùy chỉnh phù hợp với nền tảng xe cụ thể có thể điều chỉnh đường dẫn truyền năng lượng hiệu quả hơn với các yêu cầu bố trí tổng thể của xe.

 

Về khả năng tương thích điện từ (EMC), các thiết bị chuyển mạch tốc độ cao-có trong hệ thống truyền động điện NEV tạo ra tốc độ thay đổi điện áp và dòng điện cao; thiết kế cấu trúc kết nối kém có thể dễ dàng dẫn đến nhiễu điện từ. Do đó, quy trình thiết kế tụ điện và thanh cái phải giải quyết một cách toàn diện hiệu suất cách điện, phân bố điện trường và đặc tính trở kháng tần số cao-. Việc triển khai các giải pháp cách nhiệt thanh cái giúp tăng cường khả năng bảo vệ ở các vùng-điện áp cao và cải thiện độ an toàn khi vận hành.

 

Khi các thiết bị điện cacbua silic (SiC) ngày càng thay thế các IGBT dựa trên silicon truyền thống, tần số chuyển mạch trong hệ thống điều khiển điện tử ngày càng tăng, tạo ra nhu cầu về cấu trúc kết nối có độ tự cảm thấp. Trong môi trường chuyển đổi tốc độ cao, thanh cái IGBT và cấu trúc kết nối nguồn mới phải đạt được sự cân bằng giữa khả năng mang dòng điện, độ bền cơ học và hiệu suất điện.

 

Xu hướng tương lai trong hệ thống điều khiển điện tử NEV sẽ tập trung vào hoạt động-điện áp cao, thu nhỏ, thông minh và độ tin cậy cao. Là thành phần quan trọng liên kết bộ lưu trữ năng lượng với bộ chuyển đổi năng lượng, tụ điện dạng màng sẽ tiếp tục phát triển theo hướng có mức điện áp cao hơn, khả năng phục hồi-ở nhiệt độ cao được cải thiện và tuổi thọ sử dụng được kéo dài.

 

Trong-các phương tiện sử dụng năng lượng mới thế hệ tiếp theo, cấu trúc thanh cái của tụ điện EV cho phép tối ưu hóa hơn nữa hiệu quả kết nối giữa tụ điện và mô-đun nguồn, nhờ đó giảm tổn thất hệ thống. Trong khi đó, các thanh phân phối điện của tụ điện EV-được phát triển cho các môi trường ứng dụng đa dạng-tạo điều kiện thuận lợi cho các thiết kế kiến ​​trúc điện linh hoạt hơn cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới.

 

Từ đổi mới vật liệu đến tối ưu hóa cấu trúc, công nghệ tụ điện màng năng lượng mới đang thúc đẩy sự phát triển không ngừng của hệ thống truyền động điện trên các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Trong tương lai, thiết kế tổng hợp của tụ điện, thanh cái, vật liệu cách điện và mô-đun điện sẽ nâng cao hơn nữa phạm vi lái xe, hiệu suất năng động và độ tin cậy hệ thống của những phương tiện này.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Khi các loại xe sử dụng năng lượng mới, xe hybrid và nền tảng truyền động điện thông minh tiếp tục phát triển, nhu cầu thị trường về các bộ phận kết nối-hiệu suất cao sẽ tiếp tục tăng. Các giải pháp kết cấu như thanh cái tụ điện,Thanh cái tụ điện phim EVvà thanh cái bằng đồng cách điện cho hệ thống điện ô tô sẽ trở thành thành phần quan trọng của cấu trúc-điện áp cao, cung cấp nền tảng ổn định và hiệu quả cho việc truyền tải năng lượng trong tương lai của phương tiện giao thông điện khí hóa.