CN104934223B - 一种汽车用薄膜电容器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及新能源电动汽车领域，具体为一种汽车用薄膜电容器，其能够提升电容工艺水平，减小体积，且电性能有效屏蔽高频感应涡流，合理分布电流走向，使电容达到最小的ESR及ESL，大大减少电容发热，增强电容器散热能力，使产品性能更佳，更加安全可靠，其包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有引出端复合铜排，所述引出端复合铜排包括上层铜排、中间绝缘板、下层铜排，电容器芯子的一端通过焊接铜板连接所述上层铜排、另一端通过焊接铜板连接所述下层铜排。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电动汽车领域，具体为一种汽车用薄膜电容器。
背景技术
汽车里面一般有三个地方会用到电容器：储能、电机和电控。在新能源汽车电源部分的设计中，需要采用高耐压的电容器进行平滑和滤波的应用，汽车内部通常工作环境恶劣，要求电容器耐高温性能强、可靠性高，寿命长，薄膜电容相比铝电解电容具备较大的优势。因此第一代丰田普锐斯混合动力汽车采用的是铝电解电容，第二代普锐斯开始采用薄膜电容。
从对薄膜电容器的电性能研究可以看出，其与电解电容器相比，具有工作电压高，抗过压能力强，使用温度范围宽，高频特性好等优势，并且结构简单，成本低。考虑电动汽车中使用的电路设计有过压、反向电压，同时还有长寿命的要求，薄膜电容器无疑是电动汽车作为直流支撑电容的最佳选则。
但针对电动汽车的特殊应用场合，其使用环境温度高（85℃~105℃），散热条件不好；同时工作电流大，频率高；并且要求体积小，尽可能减小汽车内部空间。因而常规设计的薄膜电容器无法满足其要求，在此恶劣工作条件长期工作易造成容量降低，无法承受较大电流，严重者甚至失效。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种汽车用薄膜电容器，其能够提升电容工艺水平，减小体积，且电性能有效屏蔽高频感应涡流，合理分布电流走向，使电容达到最小的ESR及ESL，大大减少电容发热，增强电容器散热能力，使产品性能更佳，更加安全可靠。
其技术方案是这样的：一种汽车用薄膜电容器，其包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有引出端复合铜排，所述引出端复合铜排包括上层铜排、中间绝缘板、下层铜排，电容器芯子的一端通过焊接铜板连接所述上层铜排、另一端通过焊接铜板连接所述下层铜排。
其进一步特征在于，所述电容器芯子为两层芯子组，两层所述芯子组之间通过中间铜板连接，所述中间铜板连接所述上层铜排，两层所述芯子组两端分别通过外缘铜板连接所述下层铜排；或所述中间铜板连接所述下层铜排，两层所述芯子组两端分别通过外缘铜板连接所述上层铜排；
所述电容器芯子由金属化聚丙烯薄膜卷绕而成，所述聚丙烯薄膜介质上通过真空蒸镀有铝锌合金金属镀层，所述铝锌金属镀层成阶梯式分布，方阻从低到高依次为活动区、渐变区和边缘加厚区；
所述铝锌金属镀层图案为半砖式安全膜防爆结构，所述半砖式安全膜防爆结构中设置有保险丝；
所述壳体为塑料合金外壳；
所述壳体内设置有灌封料，所述灌封料为导热高温环氧树脂。
采用本发明的电容器后，一体式的引出端复合铜排及焊接铜板，大大提升了电容工艺水平，减小体积，具有很强的导电过流能力，而且兼作引出端的散热板，整体的电性能有效屏蔽高频感应涡流，合理分布电流走向，使电容达到最小的ESR及ESL，大大减少电容发热，增强电容器散热能力，使产品性能更佳，更加安全可靠；同时电容器芯子为两层芯子组，此种方式由于电流走向是相反的，能有效降低互感，从而可以降低电容整体的ESL，进一步大大增强了电容的稳定；使用很薄的聚丙烯薄膜作为介质，使薄膜电容器的体积做得更小，达到更好的利用空间，同时有长期稳定的寿命性。
附图说明
图1为本发明内部结构示意图；
图2为本发明外部结构示意图；
图3为电容器芯子结构示意图；
图4为电容器芯子另一种结构示意图；
图5为引出端复合铜排立体示意图；
图6为引出端复合铜排仰视示意图；
图7为镀层结构示意图；
图8为半砖式安全膜防爆结构示意图；
图9为图8中J处放大示意图。
具体实施方式
见图1，图2，图3，图4，图5，图6所示，一种汽车用薄膜电容器，其包括壳体2，壳体2内设置有引出端复合铜排1，引出端复合铜排1包括上层铜排11、中间绝缘板13、下层铜排12，电容器芯子4为两层芯子组，即芯子组41和芯子组42，两层芯子组4之间通过中间铜板6连接，中间铜板6连接上层铜排11，两层芯子组4两端分别通过外缘铜板7连接下层铜排12；或者两者交换下，中间铜板5连接下层铜排12，两层芯子组4两端分别通过外缘铜板7连接上层铜排11；见图4所示为另一种电容器芯子结构，其包括竖向排布的多列上述的两层芯子组，由八个芯子组成两层芯子组，共四列，此时两层芯子组4两端通过上端铜板8连接上层铜排11、两层芯子组4之间通过下端中部铜板9连接下层铜排12。
电容器所用薄膜为2-2.5um甚至更薄的聚丙烯薄膜100，聚丙烯薄膜介质上镀有铝锌金属镀层，金属镀层成阶梯式分布，方阻从低到高依次为活动区101、渐变区102和边缘加厚区103，活动区约占三分之二方阻40~70Ω，渐变区约占三分之一方阻7~15Ω，边缘加厚区3~5mm方阻1~3Ω，减小薄膜损耗，降低ESR值，薄膜镀层采用半砖式安全膜防爆结构104，半砖式安全膜防爆结构中设置有0.2mm宽的保险丝，可以使金属化薄膜有更高的耐压的同时有极大的过电流能力，具有防爆安全能力，而渐变区和边缘加厚区采用常规的镀膜结构。
壳体2为塑料合金外壳（PC+PBT），提供绝缘电容绝缘性能，提高产品的安全系数，且综合PC和PBT的优点，提高塑料外壳的耐温性，减少外壳变形，保证了尺寸的精确性，提高了塑料外壳的强度。
壳体2内设置有灌封料5，灌封料5为干式的导热高温环氧树脂，相比较油式而言，不会发生漏液及可燃问题，干式结构产品更加安全环保及可靠。
Claims (4)
1.一种汽车用薄膜电容器，其包括壳体，其特征在于，所述壳体内设置有引出端复合铜排，所述引出端复合铜排包括上层铜排、中间绝缘板、下层铜排，电容器芯子的一端通过焊接铜板连接所述上层铜排、另一端通过焊接铜板连接所述下层铜排；所述电容器芯子为两层芯子组，两层所述芯子组之间通过中间铜板连接，所述中间铜板连接所述上层铜排，两层所述芯子组两端分别通过外缘铜板连接所述下层铜排；或所述中间铜板连接所述下层铜排，两层所述芯子组两端分别通过外缘铜板连接所述上层铜排；所述电容器芯子由金属化聚丙烯薄膜卷绕而成，所述聚丙烯薄膜介质上通过真空蒸镀有铝锌合金金属镀层，所述铝锌金属镀层成阶梯式分布，方阻从低到高依次为活动区、渐变区和边缘加厚区。
2.根据权利要求1所述的一种汽车用薄膜电容器，其特征在于，所述铝锌金属镀层图案为半砖式安全膜防爆结构，所述半砖式安全膜防爆结构中设置有保险丝。
3.根据权利要求1所述的一种汽车用薄膜电容器，其特征在于，所述壳体为塑料合金外壳。
4.根据权利要求1所述的一种汽车用薄膜电容器，其特征在于，所述壳体内设置有灌封料，所述灌封料为导热高温环氧树脂。
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Denomination of invention: A thin film capacitor for automobile Effective date of registration: 20220426 Granted publication date: 20171024 Pledgee: Wuxi Branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: WUXI CHENRUI NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2022320000195 |
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Denomination of invention: A thin film capacitor for automobiles Effective date of registration: 20230424 Granted publication date: 20171024 Pledgee: Wuxi Branch of China Everbright Bank Co.,Ltd. Pledgor: WUXI CHENRUI NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980039043 |