Tụ điện cho xe năng lượng mới
Ⅰ.Tại sao xe năng lượng mới cần tụ điện đặc biệt?
Không giống như các phương tiện truyền thống, cốt lõi của xe năng lượng mới(xe điện thuần túy, xe hybrid và xe pin nhiên liệu) nằm ở hệ thống truyền động và chuyển đổi năng lượng công suất cao. Các hệ thống này hoạt động trong môi trường điện khắc nghiệt với điện áp cao, dòng điện cao và tần số cao, đặt ra những yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt đối với tụ điện.
- Điện áp cao: Điện áp nền tảng đang tăng từ 400V lên 800V hoặc thậm chí cao hơn.
- Dòng điện cao: Dòng điện truyền động của động cơ có thể lên tới hàng trăm ampe.
- Tần số cao: Tần số chuyển mạch IGBT/MOSFET cao, tạo ra tốc độ thay đổi dòng điện và điện áp (dv/dt) cực lớn.
- Nhiệt độ cao: Nhiệt độ môi trường cao tồn tại trong khoang động cơ và hệ thống truyền động điện.
- Độ tin cậy cao: Liên quan trực tiếp đến sự an toàn và vận hành của xe.
II.Các loại tụ điện chính và ứng dụng của chúng
1. Các kịch bản ứng dụng chính:
2. Biến tần cho xe (Ứng dụng cốt lõi):
DC-Tụ điện liên kết: Được kết nối song song với bus DC của biến tần, tụ điện màng mỏng hấp thụ dòng điện xung cao được tạo ra trong quá trình truyền động động cơ, ổn định điện áp DC và cung cấp năng lượng tức thời cho việc chuyển mạch IGBT. Đây là chức năng cốt lõi của tụ điện màng mỏng.
Tụ điện đệm: Được kết nối song song với mô-đun IGBT, nó hấp thụ các xung điện áp trong quá trình chuyển mạch, bảo vệ IGBT khỏi bị hư hỏng.
3. Bộ sạc tích hợp (OBC): Được sử dụng để lọc đầu vào/đầu ra nhằm đảm bảo chất lượng điện năng.
4. Bộ chuyển đổi DC-DC: Được sử dụng để lọc và điều chỉnh điện áp trong quá trình chuyển đổi DC-DC điện áp cao xuống thấp.
Tại sao lại dùng tụ điện màng?
- Không phân cực: Thích hợp cho mạch điện xoay chiều.
- Khả năng chịu điện áp cao: Có thể chịu được điện áp từ hàng trăm đến hàng nghìn vôn.
- ESR thấp/ESL thấp: Điện trở và độ tự cảm nối tiếp tương đương cực thấp, cho phép phản ứng nhanh với các xung điện tần số cao, dòng điện lớn.
- Độ tin cậy cao: Tính chất tự phục hồi tuyệt vời, tuổi thọ cao và độ an toàn cao.
- Chịu được dòng điện gợn sóng cao: lý tưởng cho các ứng dụng DC-Link.
