北京白癜风的最好医院 http://www.txbyjgh.com/m/上半年COVID-19疫情的爆发，给IT设备领域创造了新的行业热点，但对交通出行行业造成了重创。从中国汽车工业协会(CAAM)的数据来看，今年一季度，乘用车销量相比去年同期降低了42.4%。上汽大众和上汽通用这一季的销量跌幅达到了50.4%和47.7%。
但好的信号是，全国乘联会(CPCA)数据显示，3月份国内汽车销量虽然同比降低，但降幅已经远低于2月份的水平，表明市场正在回暖。另外，疫情之后的汽车市场，正从燃油车转向EV(电动汽车)或xEV(混合动力等类型的汽车)等新能源汽车。虽然油价在降，但国内针对汽车电动化保持着长期策略目标。
国家在政策层面给予了新能源汽车以进一步的补贴刺激，国内至少10个城市发布刺激计划。比如广州宣布针对今年3-12月份新能源汽车销量，补贴元人民币;另外全国范围内，针对新能源汽车的补贴从原本的今年年底结束，延后至年。与此同时，针对新能源汽车的基建工作还在持续，典型如国家电网预计在年投资27亿元打造7.8万充电站。
市场对于EV规模的扩大始终在持续，即便整个汽车行业从去年开始便受制于种种市场因素，EV带来的市场热点，对于市场参与者的诱惑仍然是不可忽视的。早前我们曾撰文提过电动车带来的各种市场新机遇：在这篇文章中，我们尝试从电容器来观察这一技术转变，探讨伴随汽车电动化趋势，电容器表现出的尖端技术转变。
电动车核心部件进化
电动汽车中，电容器的作用主要是阻断纹波电流、消除直流总线电压波动，另外还用于保护功率器件：典型如现在的IGBT(绝缘栅双极型晶体管)。要理解当代电容技术，在其间发生的转变，还是需要首先看一看电动车内部构造上的变化，以及在此间电容器技术转变的关键位置。
上面这张图是EV纯电动车的简单框图，内部完全不再使用内燃机引擎。在刹车制动时，电机可作为发电机存在，将动能转为电能的方式为电池充电。与此同时，对于不同形式的EV汽车而言，系统内都会有电池传输电流至高压组件，为汽车提供电动动力。
其中，逆变器(Inverter)与DC-DC变换器，在整个车内是核心高压模块。逆变器将来自电池的直流电，转为电机所需的三相交流电。DC-DC变换器，则将车内马达(如刹车制动)产生的高压，转为典型的电池电压(如12V/20V)。这两者，再加上电池系统，就是电动车的核心要件，都有各自的设计挑战。
以逆变器为例，逆变器内部的功率晶体管必须针对高压电流，进行无缝转换、开关、调节动作，而且是在高温这样的恶劣环境下。IGBT、WGB(宽禁带)、SiC、GaN一类技术也因此开始盛行，体现出市场参与者对功率及效率提升的要求。而且这些材料能够经受高温、高压。但与此同时，新技术的采用也给稳定、安全的设计带来了挑战。比如说GaN功率晶体管以极快的速度开关，那么系统设计就很大程度需要考虑EMI电磁干扰或者寄生电感导致的问题。
DC-DC变换器的设计挑战也在于，传统硅器件要求采用昂贵的水冷系统。WGB宽禁带器件能够降低这方面的成本和需求，但也带来了一些潜在的安全问题——因为多个转换器应用要集成到单个模块中，增加了工作电压。
从整个电动车的角度来说，电子元器件受到的挑战主要来自于：(1)电动车是基于高压电池系统的;(2)较快的充电速度，要求的高功率;(3)电动车内部子系统要求做到更小的体积，提升整个系统的组件密度;(4)随上述挑战，包括高频率驱动的转换器，以及各子系统尺寸缩减要求，造就的高温工作环境;(5)高可靠性要求——这原本就是车载系统的基本要求。
尺寸越来越敏感的电容
在汽车电动化的技术演进过程中，电力电子系统的集成化和小型化，始终是趋势。这是汽车电动化、数字化、网联化、智能化过程中的必由之路，因为汽车内部系统开始变得复杂，且空间越来越局限。过去30年，汽车内部的技术、解决方案都趋向于越来越高的功率密度。
随汽车内部空间的紧张，及系统的复杂化，机电系统的整合，又不只是增加功率密度。器件、互联、散热等等共同构成了集合体，以降低电力电子系统的整体成本。其中一个非常关键的组成部分是被动器件，尤其是被提的很多的直流侧电容(DC-linkCapacitors)、电磁干扰过滤器、转换器电感等。
尺寸缩减，外加更高的结构弹性，对温度的适应性，都是满足系统整合挑战的必要条件。上述功率器件新技术的发展，即是这一趋势的体现。而被动器件，更是电力电子系统成本和尺寸的重要组成部分，尤其是提供低阻抗DC环节、满足EMI限制需求的电容器，在其中占了很大一部分。
针对这样的需求，能够具体落实的电容产品主要有三大类，分别是MLCC(多层陶瓷电容)、铝电解电容以及薄膜电容。
MLCC有着较小的尺寸、较高的交流额定电流，而且工作温度可以很高——包括储能密度等参数也满足需求，但成本及机械敏感性可能会限制其在高压汽车DC环节的应用。
铝电解电容有着最高的储能密度，但ESR(等效串联电阻)或者AC电流额定值不够理想。针对这些问题当然也都有改良方案，但在ESR抑制方面，由于实际特性的限制，额定电压、工作温度范围、ESR很难同时做到完全理想化。
薄膜电容则在形态、尺寸方面展现出了明显比较高的弹性，在系统设计上会有较大的优势。DC环节薄膜电容作为逆变器中占用体积很大的一部分，更高的储能密度就显得相当重要。在EV系统中，电容需要在DC环节中担纲解耦、过滤器的角色。电解电容器相比薄膜电容器，需要高出许多的最小电容量，才能承受相同的电流值。从应对高RMS电流的角度来看，金属化薄膜电容(MetallisedFilmCapacitor)因此具备节省空间、节约成本的特性。
而且如前所述，这种电容器在形态上明显更具弹性，环形、同轴，甚至在薄膜堆叠上直接钻孔都可行。这就让系统设计变得更为简单，可更轻松地满足电机本身的形状需求。
理论上，影响储能密度的参数主要包括了最大工作场强、相关介电常数。不同的陶瓷电容器也存在温度稳定性，以及在直流偏置电压下介电常数骤降等问题。考虑到薄膜电容还有自我修复这样的能力，薄膜电容在上述场景下因此更是各种电容器中的优选。
当然在实现电力电子系统减小体积的问题上，本身还有更多系统设计中需要
