現代社會越來越關注環保問題,汽車作為一個重要的交通工具也不例外。
近年來,電動汽車作為一種新型的汽車類型已徹底大范圍的走進了人們的生活。
相比傳統的燃油汽車,電動汽車在制造技術和應用材料等方面存在很多的不同之處。
其中,多層陶瓷電容器《Multilayer Ceramic Capacitor,簡稱MLCC》的差異是一個值得深入探討的問題,盡管MLCC在兩種類型的車上都有所應用。
本文將以燃油汽車與電動汽車中MLCC的差別為主題,分析其對兩種汽車性能的影響。
01 燃油汽車和電動汽車中的MLCC有什麼差別?
當今的汽車電子系統中,多層陶瓷電容器《MLCC》是最常用的一種 passives 元器件之一。
然而因燃油汽車和電動汽車的電子系統存在很大的不同,導致它們所使用的 MLCC 也存在著一些差別。
工作電壓:電動汽車中的電子系統通常需要承受比燃油汽車更高的工作電壓。
例如,在電動汽車的電池管理系統中,需要使用電壓等級高達幾百伏的 MLCC 來存儲電池的電荷狀態,以便對電池進行精確的監測和管理。
而在燃油汽車的電子系統中,MLCC 的工作電壓通常要低得多。
工作溫度:電動汽車中的電子系統需要承受比燃油汽車更高的工作溫度。
電動汽車的電池管理系統、電動驅動系統等關鍵部件,要在高溫環境下正常工作。
因此,電動汽車中的 MLCC 需要具備更廣泛的工作溫度范圍,以滿足這些高溫環境下的工作要求。
一些電動汽車中的電池模塊電容器需要采用高溫等級的 MLCC,以確保其能夠在高溫環境下正常工作。
容量大小:電動汽車的電子系統通常需要更大的電容量來滿足高功率輸出的需求。
例如,電動汽車的電池管理系統需要大量的電容器來存儲電池的電荷狀態和電流信息,以便對電池進行精確的監測和管理。
此外,電動汽車的電動驅動系統需要大量的電容器來存儲和釋放高功率輸出的能量。
抗振動性能:電動汽車在行駛過程中,受到的振動和沖擊比燃油汽車更大。
這是因為電動汽車的驅動系統通常采用電動馬達,帶來更高的轉速和更大的振動和沖擊。
因此,電動汽車中的 MLCC 需要具備更高的抗振動性能,以保證其可靠性和穩定性。
除了上述差別之外,電動汽車中的 MLCC 還需要具備更高的安全性能。
由於電動汽車的高功率輸出和高電壓系統存在著一定的安全風險,因此電動汽車中的 MLCC 需要具備更高的安全系數和更嚴格的測試標準,以確保其在各種情況下都能夠安全可靠地工作。
總之,電動汽車中的 MLCC 與燃油汽車中的 MLCC 相比,需要具備更高的工作電壓、更廣泛的工作溫度范圍、較大的容量、更高的抗振動性能和更高的安全性能。
這是因為電動汽車的電子系統需要承受更高的功率輸出、更復雜的工作環境和更高的安全風險,因此對 MLCC 的性能和可靠性要求更高。
相比之下,燃油汽車中的 MLCC 的要求相對較低,通常隻需要滿足基本的電容器性能即可。
02 電動汽車中的 MLCC 有哪些新型材料和新型制造工藝?
隨著電動汽車的普及和電子系統的不斷發展,電動汽車中的 MLCC 也在不斷創新和改進。
目前,電動汽車中的 MLCC 已經開始采用一些新型材料和新型制造工藝,以滿足更高的性能要求和更復雜的工作環境。
以下是一些常見的新型材料和新型制造工藝:
材料:
《1》高溫陶瓷材料:電動汽車中的電子系統通常需要承受較高的工作溫度,因此需要使用具有高溫穩定性的陶瓷材料。
傳統的 MLCC 通常采用鈦酸鋇陶瓷材料,但在電動汽車中,需要使用具有更高溫穩定性的陶瓷材料,如鈦酸鍶陶瓷材料、鋁氧化物陶瓷材料等。
《2》高電壓陶瓷材料:電動汽車中的電子系統通常需要承受較高的工作電壓,因此需要使用具有高電壓穩定性的陶瓷材料。
傳統的 MLCC 通常采用鈦酸鋇陶瓷材料,但在電動汽車中,需要使用具有更高電壓穩定性的陶瓷材料,如鈦酸鍶陶瓷材料、矽酸鐵陶瓷材料等。
《3》金屬材料:傳統的 MLCC 通常采用銅內部電極和鎳外部電極,但在電動汽車中,需要使用更高導電性和更高耐腐蝕性的金屬材料,如銀、金、鉑等。
工藝:
《1》三維封裝工藝:傳統的 MLCC 通常采用二維封裝工藝,但在電動汽車中,需要采用更高密度和更高可靠性的三維封裝工藝,以節省空間並提高電容器的可靠性和穩定性。
三維封裝工藝可以將多個 MLCC 堆疊在一起,從而實現更高的電容量和更小的尺寸,同時還可以提高電容器的熱穩定性和抗振動性能。
《2》高精度制造工藝:電動汽車中的電子系統對 MLCC 的精度要求更高。
傳統的制造工藝通常采用壓制和燒結工藝,但這種工藝的精度有限。
因此,現代的制造工藝采用精密的薄膜沉積工藝,以實現更高的精度和更高的一致性。
薄膜沉積工藝可以在基片上沉積出非常薄的陶瓷層和金屬層,從而實現更高的精度和更高的一致性。
《3》高度自動化的制造工藝:電動汽車中的 MLCC 需要大量生產以滿足市場需求。
因此,現代的 MLCC 制造工藝也趨向於高度自動化和數字化。
采用自動化生產線可以大幅提高 MLCC 的生產效率和品質一致性,同時還可以降低生產成本並減少人為誤差。
現代的 MLCC 生產線通常采用先進的機器人和自動化設備,可以實現全自動的電容器生產和測試,從而保證了高品質的產品輸出。
綜合來說,包含但不限於上述的幾種新型材料和新型制造工藝的應用,能很大程度上提高電動汽車中的 MLCC 的性能、可靠性、安全性和生產效率,從而滿足電動汽車對 MLCC 的更高要求。
近期相關新聞
三星電機2023年5月16日表示,已開發出世界最耐高壓的適用於電動汽車的多層陶瓷電容器《MLCC》。
該公司計劃擴大其高端電子產品陣容,以加速其對汽車電子市場的滲透。
已開發出的兩款用於汽車應用的新型多層陶瓷電容器(MLCC)。
新型MLCC的規格分別為250V、33nF和100V、10μF。
這家韓國元件制造商表示,這兩款新的MLCC在其電壓范圍內具有業內最高的容量。
這兩款新型MLCC分別針對電動汽車的動力系統和LED前照燈。
三星電機表示,EV中使用的MLCC必須能夠承受電池的高輸出電壓,這需要比通常更高的容量。
該公司表示,這是通過制造納米級的揮發性陶瓷粉末實現的。
它還使用了自己的塗層方法,使粉末不會凝結。