新能源汽车发展之下的电容技术趋势-新能源汽车电容器发展前景

电子发烧友网报道（文/李宁远）任何硬件电路都离不开的基础被动元器件，电容也是新能源汽车里少不了的。总的来看，其作用无外乎是滤波、吸收和谐振。但就是这些基础的功能帮助构建起了新能源汽车的核心电控系统。

先从电容技术来看，不同的容值和电压等级下有各类电容技术应用。在高压低容值范围内，陶瓷电容的覆盖面非常广，而铝电解电容有很高的容值，但是工作电压相对较低，薄膜电容则介于二者之间，虽然容值上限不及铝电解电容，工作电压上限不及陶瓷电容，但是综合来看具有高容值且电压等级也不低。MLCC电容作为陶瓷电容的细分类别容值覆盖范围也是非常广，工作电压上限则在1000V左右。

在新能源汽车里，DC薄膜电容、MLCC电容以及CeraLink电容的应用是日益广泛。上面没有提到CeraLink电容，可以看到CeraLink电容的工作电压和容值区间是最小的，但是这并不影响它在新能源汽车上的广泛应用，因为其针对的都是新能源汽车特定的应用。

不同类型的电容在新能源汽车中发挥着各自不可替代的作用，相互合作推动了新能源汽车的进一步发展。

DC薄膜电容在新能源汽车中的使用场景主要集中在电控、车载DC/DC和OBC中。新能源汽车需要考虑到抗震、高温、高压大电流、高可靠性等诸多要求，电解电容虽然容值足够但其他方面已经无法满足，这一点从上面技术对比图中也能清晰地看到。DC薄膜取代电解电容更好地适配了这些新能源车应用，目前业界多以特性非常优异的聚丙烯薄膜电容为主。

从模块来看，车载充电器OBC上DC薄膜电容的出现次数是最多的，从EMI滤波到PFC电容，到DC-link电容，LLC谐振阶段的电容，以及最后的输出电容。这里着重看一下DC-link，这是目前DC薄膜电容在新能源汽车上最成熟的应用。DC-Link电容作为滤波器要求大电流和大容量设计。DC薄膜DC-Link电容在这里发挥去耦作用，在电容值上优势很大，这意味着它能够承受更大的工作电流。

除了去耦作用，还有一些应用场合用到了它的EMI以及滤波作用，甚至少部分应用还运用了其储能作用。另外，考虑到DC薄膜电容的自愈性，运用DC薄膜电容对延长电池寿命也有着不小作用。

车载用MLCC讲究一个可靠性，目前用得较多的是软端子电容、支架电容和三端子电容。一辆新能源汽车则需要的MLCC数量动辄高达上万颗，且以高端型号为主。

在任何需要缓解机械效应的地方，比如PCB的分板处、12V电源回路，软端子电容的应用可以说随处可见，端电极的柔性树脂层减少了应用损耗，可靠性极高。支架电容最主要的问题在于堆叠后ESL上升，不过现在新能源汽车里都采用横堆叠式的并联式支架电容，尽可能减低阻抗。而且应用在汽车里的MLCC在选择框架材料时也会优先考量降低阻抗。

三端子电容，在新能源汽车里发挥着用更少的去耦电容实现更好降噪效果的作用。三端子电容则采用直流电可在内部流通的贯通式结构，可以很轻松地分离干扰信号。相对于普通端子，三端子电容在高频领域的低阻抗尤为突出，具有很明显的降噪特性，在ADAS和自动驾驶系统ECU等各式车载设备的电源回路中发光发热。

虽然由于智能手机、平板、PC的需求下降，MLCC在消费内市场呈疲软态势，但在汽车电子了，它独特的优势不可替代，依旧火热。

DC薄膜电容弥补了电解电容的不足在新能源车OBC、DC/DC上得到广泛应用，火热的MLCC依靠其独树一帜的降噪、抗干扰能力一路为驾驶保驾护航。还有一些基于压电陶瓷技术、反铁电电容器技术的特殊电容为基于SiC和GaN半导体的快速切换转换器的缓冲器和DC链路提供了极其紧凑的解决方案。