电动车用紧凑型直流链路PCC技术

作者:本网编辑 文章来源:爱普科斯(中国)投资有限公司.TDK集团成员 发布时间:2012-03-20
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英飞凌科技开发了两款用于IGBT转换器的参考设计,用于汽车电子的混合动力和全电力驱动


图1  带PCC的HybridPACK 2评估套件

英飞凌科技开发了两款用于IGBT转换器的参考设计,用于汽车电子的混合动力和全电力驱动:HybridPACK 1用于轻度混合电力驱动,HybridPACK 2用于全电力和全混合动力驱动。

HybridPACK 1输出功率最高达20kW,用于支持发动机运行。通常,组合起动发电机位于发动机和传动系统之间,直接与传动轴相连。它支持发动机运行并增加转矩,特别是在加速时。另外,有些设计概念使电力驱动专用于短距离行驶。

英飞凌科技提供的HybridPACK2用于高功率,包括纯电动牵引。其输出功率最高为90kW(见图1)。


图2 除了紧凑的壳体尺寸和接近1的体积填充因数外,PCC还有精确匹配IGBT模块的汇流条

英飞凌提供的两种类型的评估套件都包括控制器、软件和直流链路电容器。它们都基于公认的PCC技术。

爱普科斯已经成功开发了PCC技术数年,特别是用于混合动力技术或者是变频器的紧凑型直流电路电容器。该技术的一项特别优势是使用了堆叠卷绕技术,从而使电容器的尺寸更为紧凑。多边形卷绕机创造一个完全平坦的、长方形和无折痕电容器芯子,因此所实现的电容器的体积填充因数接近1。

该技术的另一项优势是其适应性。其尺寸可以在很广泛的范围内变化,从而可以很好地适应变频器的设计需求。电气和机械终端——汇流条,也可以理想地配合系统要求。这使得PCC可以直接安装在IGBT模块上(见图2)。一方面,这样可以大大降低组装成本,另一方面,其他直流电路解决方案不需要单独的电路板。

特别对于混合动力驱动而言,爱普科斯还开发了一种PCC,可以以环形结构装在电动机周围的外壳内(见图3)。


图3 在该结构中,PCC以环形直接安装在电动机周围

短端子连接和电容器的内部结构保证极低电感设计。这对开关边沿陡峭的转换器特别重要,可以避免电压过高。通常,这样可以省去带缓冲电容器的IGBT的其他保护电路。

电容器的高峰值电流能力同样重要。特别是在城市交通中经常出现起停循环的情况下,峰值电流可达额定电流的数倍。直流电路电容器必须在整个使用寿命期间提供这样的电流而不造成损害。PCC预期使用寿命为15000h,上限连续工作温度为110℃(短期高达125℃),尤其适合于汽车电子。

该类型还提供出色的安全性和可靠性。这些电容器为自愈型,意味着薄膜过载击穿时不会产生短路或导致电容器的破坏,同时电容器内未填充易燃或酸性液体,这点在发生事故时至关重要。

所有这些因素使得PCC成为先进和理想的直流连接解决方案,是用于电动汽车的转换器以及工业电子领域的优秀的紧凑型变频器。

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