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電容器在新能源中的應用

發布時間:2018年4月20日

在新能源及新能源汽車領域中,對于電容器業而言,不但作為為新能源控制系統、電源治理系統、電源逆變及直流交流切換系統的等相關上游企業是一次難得的歷史性機遇,同時,新能源電容無疑給不可或缺的電容器業也帶來了一次難得的發展機遇。一、新能源汽車領域
作為在該行業中,對電容器有以下幾個方面的運用:
A. 電動汽車電源治理系統
作為動力電池的治理系統,除對各種電池組電源治理外,還要對于電源的輸出進行治理,包括汽車控制輔助單元電源的治理,有些系統設計還要考慮上下坡能量的補償和吸收等等,作為車載用電子元器件有著很多使用環境不確定性的特點,因此對其會有更為苛刻的要求。在混合動力系統中,作為能量的補償和吸收的方案有些采用超級電容器組儲能的方式,因此,對于超大容量的超級電容器將有著很大的需求,上海世博會電動汽車就是很好的運用實例。同時,作為超大容量超級電容器的快速成長及產業化,電動汽車業的發展會起到一定的推波助瀾的作用。
B.? 充電機(樁)及充電站系統
目前充電方案有以下四種方案:
1)? 換電池的方案:支持該方案的有日產、安凱客車、南車時代
2)? 插電充電方案:支持該方案的有上汽、比亞迪
3)? 混合動力方案:支持該方案的有通用、豐田、福特、大眾
4)? 增程方案:支持該方案的以國外幾個著名品牌為主
無論以上何種方案,總會基于AC-AC,AC-DC,DC-DC及DC-AC轉換技術平臺,在濾波過程中,電解電容器是必不可少的元器件。特別要提出的,在低壓DC-DC轉換系統中,固態高分子電解電容器也是首選和優選的器件,由于固態高分子電解電容用具有低ESR,長壽命,寬溫等特性而特別適合在北方戶外低溫狀態工作的特點。有些充電系統還會使用到輔助單元系統,如:EPS/UPS、高壓變頻器、高壓開關電源系統,這些都是電容器行業傳統的市場。
二、新能源領域
新能源行業除對耐高壓、大電容量電解電容器、薄膜電容器和超級電容器行業帶來市場需求外,對其他常規電容器的需求也會帶來新的增長。在新能源領域的應用,除筆者舉例外,在其他場合具體應用的案例還不勝枚舉。
新能源又稱非常規能源,是指傳統能源之外的各種能源形式。指剛開始開發利用或正在積極研究、有待推廣的能源,如太陽能、地熱能、風能、海洋能、生物質能和核聚變能等。
現在國家都在大力提倡使用風能、太陽能,這是清潔能源。所以現在越來越多公司在設計太陽能發電、風能發電電源治理系統的時候,選型時主要是高電壓、大容值的電容器有很大的產品需求。比如風能產品系統,有三處運用電容器到這個產品中,第一個可以選用薄膜電容器做高電壓吸收的應用;還有一個是DC-LINK,DC-DC轉換過程中,起濾波儲能的作用;第三個是并網時的抗干擾電容。需要說明的是,在這三款電容器中,大家最關注的就是DC-LINK用電容器,一般用戶有兩種電容器可以選擇,第一個就是鋁電解電容器,尤其在DC-DC轉換單元,它的工作電壓是700伏,容量是3300到4700uF,這些僅僅是在小功率風能系統中的應用。大功率單元場合使用的電容器數目還會成倍增加。
鋁電解電容器的最高耐壓一般是在450V,那么如何在700伏這個電壓值下使用呢?(知名電容廠商VDTCAP品牌目前已經成功研制出700v6800uf的鋁電解電容器,經銷商咨詢電話021-24208728)至少需要兩只鋁電解電容串聯達到900伏耐壓滿足大于700伏的要求,一般像這種穩壓和濾波電容器,假如使用鋁電解電容器的話,都需要很多鋁電解電容器串、并聯,才能達到很大的容量值和耐高電壓的使用要求。直流應用的場合也可以選擇使用薄膜電容器,薄膜電容器的應用場合容量值和鋁電解電容器是一樣的,但是它的耐電壓值可以直接做到700伏,不需要通過串、并聯來滿足耐壓的要求的。 怎樣來選擇鋁電解電容器和薄膜電容器呢?在完全相同的應用場合,到底是采用鋁電解電容器還是采用薄膜電容器呢?假如薄膜電容器能夠達到每一元人民幣1μF~2μF的電容量,那以后的趨勢一定是采用薄膜電容器為主,但有一點夸大的目前用薄膜電容器替換鋁電解電容器的最大的障礙關鍵是價格題目。假如從特性角度而言,采用薄膜電容器有以下四個方面的理由:
A:由于薄膜電容器的介質材料的特點,決定了它的ESR值低,因而它的發熱量也非常的低,另外,它還可以做到很高的耐紋波電壓。
B:鋁電解電容器是液體電容器,首先有一個使用壽命的限制,現在很多太陽能、風能產品終極使用的用戶對產品有一個壽命的要求,必須要大于15年,產品在15年之內必須是可靠的,由于風能產品的維修用度是非常昂貴和困難的。薄膜電容器是固體電容器,它正好可以滿足這一使用要求,鋁電解電容器有電解液材料的揮發,一般它沒有辦法達到15年的使用壽命期,假如要達到15年的試驗壽命,意味著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倍。濾波要好的話可以采用薄膜電容器,轉換的效率更高。這個就是現在在風能、太陽能應用發展的趨勢。
D:有更寬使用環境溫度范圍的特性,這也是液體電容器和固體電容器的差別,薄膜電容器在低溫狀態工作的穩定性非常好。
在太陽能運用方面,由于超級電容器充放電次數可達到數十萬次以上,壽命特性遠遠優于其他電池類產品,這樣,可以解決特別是在高空及密閉狀態免維護的擔憂,所以,經常會運用超級電容器作為儲能器件來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、交通訊號燈就有應用的實例。
新能源及新能源汽車業的發展無疑是一場新的能源革命,標志著新興產業和產業變革的高潮已經來臨,給各關聯行業帶來了機遇和挑戰,作為配套用基礎電子元器件的電容器業也同樣帶來了諸多發展機遇,特別是耐高壓、大容量鋁電解電容器,固態高分子鋁電解電容器,薄膜電容器,超級電容器將會帶來長足發展的良機。上海工品實業有限公司具備多年新能源的銷售經驗,推廣700vDC電解電容,高壓大容量薄膜電容等,更多方案,請來電咨詢021-24208728

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