介绍适用于EV充电器（OBC）的车载用薄膜电容器

2022-10-21

适用于OBC的产品阵容
实现高可靠性的Panasonic技术
实现高安全性的Panasonic技术
总结
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近年来，人们的环保意识显著提升，对汽车厂家在尾气排放控制方面的要求也愈加严格。为此，许多汽车厂家正在将研发重心从以往安装内燃机的汽车转向电动汽车（EV），使得EV相关市场逐年扩大。然而，为了普及EV，仍需解决续航里程、充电基础设施及安全性等诸多课题。本次我们将以Panasonic为实现下一代EV汽车开发的EV充电器的车载充电器（OBC）用薄膜电容器为例进行介绍。

适用于OBC的产品阵容

增加最重要组件——电池的容量是延长EV续航里程的关键因素，而这需要设计更高功率的EV充电器。为满足这些需求，Panasonic提供了具有大电流承载、高可靠性和高安全性特点的车载薄膜电容器ECQUA、ECWFG、andEZPV系列，为高功率OBC的设计与开发做出贡献。

図1　OBC回路図と対応製品ラインアップ — 图2　OBC电路图与对应的产品阵容

	(1) 防电源噪声用电容器	(2) PFC用电容器	(3) 输出用电容器
使用电压	275VAC	600VDC-1,100VDC	600VDC-1,100VDC
系列	ECQUA	ECWFG、EZPV	ECWFG、EZPV

实现高可靠性的Panasonic技术

凭借本公司独有的外壳密封技术和铝蒸镀工艺，Panasonic确保了薄膜电容器的高耐湿性和抗热冲击性，同时符合AEC-Q200标准，开发出适用于需要高可靠性的汽车用途的最佳零部件。

图2和图3分别列出了高耐湿性外壳+铝蒸镀（蓝线）和普通外壳+锌蒸镀（红线）在耐湿负荷试验（85℃ 85% 240VAC）和施加湿度应力后（60℃ 95% 275VAC 1000h）的高频负荷提升试验结果。

从试验结果可以看出，在耐湿负荷试验中，在以往的普通外壳+锌蒸镀的情况下，锌蒸镀层容易氧化导致容量减少，且tanδ（电阻成分）也上升；而在高耐湿性外壳+铝蒸镀的情况下，其耐湿性能强，几乎看不到特性劣化。

此外，对施加湿度应力后的高频负荷试验中电容器表面温度的上升进行比较，在以往的普通外壳+锌蒸镀的情况下，由于湿度应力导致tanδ劣化显著，高频负荷下的温度上升较大，容易导致短路破坏，而在高耐湿性外壳+铝蒸镀的情况下，高频负荷下的温度上升较小，不易发生不良。

Fig. 2 Comparison in moisture resistance load test — 图2　耐湿负荷试验的比较

Fig. 3 High-frequency step-up load test after humidity resistance stress application (comparison of capacitor surface temperature rise) — 图3　耐湿应力后的高频负荷提升试验（电容器表面温度上升比较）

实现高安全性的Panasonic技术

为了确保设备的安全性，各零部件在使用寿命末期需要具备高安全性设计。对此，Panasonic的薄膜电容器配备了保护装置（熔断功能）。
通常，电容器内部的某一处发生绝缘破坏时会导致整体破坏，而Panasonic的薄膜电容器利用高精密的图案技术将电容器分成多个单元，即使某单元发生绝缘破坏也会通过（熔断功能）切断该单元，防止破坏扩展至整个电容器。此外，通过在蒸镀膜上合理布置熔断部，将故障模式引导至开路状态，以防止因短路模式导致的起火或冒烟事故，从而为提升设备的安全性做出贡献（图4）。

Fig. 4 Fuse mechanism (left) and comparison in a safety limit AC step-up test (right) — 图4　熔断机构（左）与安全性极限AC升压试验的比较（右）

总结

本次我们介绍了Panasonic薄膜电容器在EV充电器的高功率化和安全性方面做出贡献的技术，这些电容器具有大电流承载、高可靠性和高安全性的特点。今后，随着包括EV在内的环保汽车市场的持续增长，对各零部件的高性能、可靠性及安全性的要求将不断提升。松下机电公司将通过广泛的产品阵容和高性能元器件开发，为进一步提高设备性能做出贡献。