Járművek villamosítása és akkumulátorfeszültségek
Az autó akkumulátorfeszültségének növekedése a villamosítási trendhez kapcsolódik. Megértéséhez először vissza kell tekintenünk arra, hogyan változott az autó akkumulátorfeszültsége. Az 1950-es évek közepét megelőzően a járművek üzemi feszültsége 6 V volt. Azóta a motorok hengerűrtartalma megnőtt, és nagy elektromos indítómotorra volt szükség. A 12 V-os rendszer vált szabványossá, mivel több elektronikus eszközre volt szükség. A korai autóknak csak egy kis akkumulátorra volt szükségük a motor átfordításához és a rádió bekapcsolásához.
Mivel azonban a járművekben lévő elektronikus eszközök száma idővel nőtt, úgy nőtt az energiaigény is. A probléma megoldása érdekében megbeszélések zajlottak a feszültség 12 V-ról egy magasabb feszültségű rendszerre való emeléséről, amely képes kezelni a megnövekedett energiaigényt. Az 1990-es években a 42 V-os rendszert javasolták, 2011-ben pedig a német autógyártók a 48 V-os megoldást szabványosították. Azóta már a hibrid autók és az elektromos járművek magasabb feszültséget használnak. Teljesítmény (Watt)= feszültség (V) * áramerősség (A). A teljesítmény növelésekor hatékonyabb a feszültség emelése, mint az áramerősségé. Az áramerősség növelésekor vastagabb kábelekre van szükség, és a csatlakozók érintkezőit is cserélni kell. Mindkettő hatással van a hardverköltségre. Tehát az akkumulátorfeszültség nőtt az áramerősség helyett.
Akkumulátorfeszültség-növekedés, 48 V Lágy Hibrid Rendszer
A 48 V-os rendszer megjelenésének fő oka a károsanyag-kibocsátási szabályozás volt a 2010-es években. A belső égésű motorokat gyártó autógyártóknak el kellett érniük kibocsátási céljaikat, és a hajtásláncok fejlesztésével növelniük kellett az üzemanyag-hatékonyságot. A Lágy Hibrid (MHEV) állítólag egy egyszerű, olcsó hibrid rendszer. Az autógyártók az MHEV-t részesítették előnyben, mert könnyű volt gyártani. Az MHEV rendszer létrehozható egy 48 V-os rendszer a meglévő belső égésű motor hajtásláncához való hozzáadásával, a károsanyag-kibocsátás csökkentése olcsóbban érhető el, mint a teljes hibrid esetében. De a kérdés továbbra is fennáll; miért pont a 48 V-ot választották? Ennek az az oka, hogy sok országban a 60 V-ot alacsony feszültségnek tekintik, és nem veszélyes az emberi egészségre. A fentieken túl a telefonvonalak az elmúlt 100 évben 48 V-os rendszert használnak, ami szintén bizonyítja a 48 V-os rendszerek biztonsági aspektusát a járművekben.
Nagyfeszültségű alkalmazás az elektromos autóban
Az elektromos járművek alapvető hajtáslánc-konfigurációja egy nagyfeszültségű akkumulátorból, inverterből és elektromos motorból áll. Az elektromos járművek hajtásláncai magas feszültséget használnak. Az elektromos járművek hatékonysága a DC/DC átalakító hatékonyságához kapcsolódik. Az elektromos autók különféle energiaátalakító alkalmazásokkal, például LDC, OBC és Inverter megoldásokkal rendelkeznek. Különféle DC/DC átalakító topológiákat alkalmaznak hasonló alkalmazások integrálására. Például az OBC (On Board Charger – fedélzeti töltő) és az LDC (Low-Voltage DC/DC Converter – Alacsony feszültségű DC/DC átalakító) fejlesztés alatt áll a rendszerintegrációhoz, amelyek előnye, hogy csökkentik az alkatrészek számát és helyet takarítanak meg.
Nagyfeszültségű MLCC struktúra a garantált megbízhatóság érdekében
Miben különbözik a nagyfeszültségű MLCC szerkezete az általános MLCC-től? A megbízhatóságot garantálni kell nagyfeszültségű környezetben. A nagyfeszültségű alkalmazásokhoz alkalmazott MLCC ki van téve az ívhúzás kockázatának, és az MLCC belsejében rövidzárlat léphet fel. Nagy feszültség alatt az MLCC körül erős elektromos mező képződik, amely ionizálja a környező levegőt. Különösen erős elektromos mező koncentrálódik az MLCC mindkét terminálján. Ha ez meghaladja az ionizált levegő kezdőfeszültségét, elektromos ívek keletkeznek, amelyek rövidzárlathoz vezetnek az MLCC belsejében. A jelenséget megakadályozó struktúra az MLCC-n belüli árnyékolási minta.
A lebegő kialakítás csökkenti a rövidzárlat kockázatát az MLCC repedése esetén, de hasznos nagyfeszültségű termékeknél is. A lebegő struktúra elosztja a feszültséget, így az MLCC-n belüli feszültség csak a fele a végterminálokra adott feszültségnek. Például, ha 1000 V feszültséget kapcsolunk az MLCC mindkét végére – ha a lebegő kialakítást használják – csak 500 V kerül az MLCC dielektromos rétegre, ami az 1000 V fele. Ez mindenképpen előny a megbízhatóság szempontjából, mert csökken a dielektromos rétegek között fellépő elektromos mező. A feszültség és a hőmérséklet kulcsfontosságú tényezők az MLCC élettartamának meghatározásában.
A Samsung Electro-Mechanics nagyfeszültségű MLCC-je garantálja a megbízhatóságot nagyfeszültségű alkalmazásokban. További információk és részletek a vállalat felhozataláról a honlapon találhatók. Kérdéseit ide kattintva teheti fel.
Forrás: Samsung
