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电容器性能在汽车电子与IoT领域中的重要作用

供稿:工控网 2020/12/3 13:59:57
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作为工程师,我们都了基础性元器件中的电容器属于电子系统中非常重要的储能单元,约占全部电子元器件用量的 40%。因此每位工程师在进行解决方案设计的时候都会使用到电容器。

电容器作为基础性元器件,广泛应用于各行各业。展望未来的发展,5G通信、新能源汽车、军工雷达、智慧医疗等将驱使基础性元器件朝高性能方向发展。同时,5G基建、物联网、汽车电子化率和新能源车渗透率的提升,对于小型化、高容值瓷介电容器提出了更高的要求。

小型化、长寿命、高可靠性电容器助力汽车电子设计集成化与多样化

现如今全球汽车的电动化率在逐步升高。有目共睹,汽车的创新70%来源于汽车电子产品,未来汽车产业的发展趋势是智能化、网络化、深度电子化,预计2020年全球汽车电子市场规模将突破3000亿美元,汽车电子在整车中的比重将从2010 年的30%提升到 2030年的50%。

 

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汽车电子市场规模(单位:亿元)  数据来源:公开资料整理

对于工程师们来说,在设计优质的汽车电子解决方案时,除了整体方案中的IC芯片会影响到方案性能,其它基础性元件的性能也会影响到整体方案的可靠性。作为一直专注深耕于电容器领域的尼吉康(NICHICON),针对其产品在汽车电子领域有着独特的产品优势。

尼吉康(NICHICON)于2020年10月推出的3个种类的电容器产品均可应用于汽车电子设计。其中包括2种导电性高分子混合铝电解电容器,2种导电性高分子铝固体电解电容器,1种芯片型铝电解电容器。

1.“GYA”和“GYE”系列助力设备的小型化

尼吉康(NICHICON)于2020年10月最新推出了导电性高分子混合铝电解电容器“GYA”和“GYE”系列。“GYA”和“GYE”系列在削减零部件使用数量与助力设备的小型化的方面有着卓越的优势。

根据尼吉康(NICHICON)的介绍,在设计应用中混合铝电解电容器GYA系列能够做到仅需要1个电容器就允许1600mArms的纹波电流值,而换成其它的铝电解电容器的话,若想达到同样的纹波电流值,则需要使用6个。同时本次新推出的GYE系列,因为将GYA系列的静电容量提升了一个等级,原本需要3个GYA系列才能达到的容量,使用2个GYE系列就能达到。通过削减电容器的使用数量,元器件所占空间大大减少,这就可以在不影响功能的同时有效帮助设备实现小型化。

 

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2.支持超高温度的“UBH系列”铝电解电容器

近年来在汽车引擎室附近(例如引擎、驱动系统ECU)搭载车载电子元器件的需求旺盛,因此铝电解电容器也需要支持超高温度。尼吉康(NICHICON)早已推出了支持150℃的“UBC系列”(150℃ 1000小时保证)铝电解电容器,这次开发了实现150℃ 2000小时保证的具备高容量、长寿命和低ESR性能的“UBH系列”新产品。

“UBH系列”铝电解电容器不仅改良了材料和制法,并且采用了低散发性能和低电阻率的电解液,从而实现了支持150℃和低ESR性能。在φ8以及φ10领域创造了行业最高级别的2000小时保证时间,还实现了低温ESR保证,因此可以让机器具备高性能和长寿命。此外,“UBH系列”产品和现有的支持150℃的“UBC系列” 相比,可以容纳大约1.5倍的静电容量,因此采用本产品后有望减少元器件数量和实现机器的小型化。

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3.拥有卓越ESR性能的“PCL系列”

以尼吉康(NICHICON)卓越的ESR性能著称的“PCL系列”芯片型导电性高分子铝固体电解电容器来讲,今年尼吉康(NICHICON)扩充了这个系列的参数型号,追加了额定电压2.5V的产品。根据介绍,尼吉康(NICHICON)的导电性高分子铝固体电解电容器采用了导电性高分子电解质,不仅具有高频领域的卓效的ESR特性,还有出色的容许纹波电流耐性。

4.应用于车载的行业最高支持150℃的“PCZ系列” 

根据相关资料介绍,“PCZ系列”推出了16V、20V、50V、63V的额定电压,还开发了低背品和长尺寸品,因此即使在以前的空白领域,尼吉康(NICHICON)也能够提供支持150℃的产品。总体产品阵容的额定电压范围为16~63V DC、额定静电容量范围为12~1000μF、产品尺寸为φ 8x7 L~φ 10x12.7 L。本产品保留了低ESR、高容许纹波电流等导电性高分子铝固体电解电容器特长,即使在高温环境下,也能选择符合客户要求的产品。

工业4.0时代,万物互联的需求

随着工业4.0时代的到来,物联网影响着工业、制造业等大约46%的全球经济,物联网的应用即使提升1%的效率也将产生巨大的收益。到2020年,全球工业物联网市场规模将达到1320亿美元;到2030年,工业物联网可在全球创造高达140万亿美元的经济效益。万物互联也意味着物联网的终端设备将会应对各种各样的应用场景,因此长寿命,低温特性,安全性都会影响到终端产品的使用寿命。

1.三分钟内可实现大约80%快速充电的“SLB系列”

2020年10月,尼吉康(NICHICON)的“SLB系列”小型锂离子可充电电池的型号扩充到了φ8、φ12.5 尺寸品,可以用在更大容量的需求上。尼吉康(NICHICON)则在此前推出的“SLB系列”小型锂离子可充电电池,是一种通过采用钛酸锂(LTO)作为负极实现的小型锂离子充电电池,也是超级电容的一种。

其拥有高倍率快速充/放电性能、接近电容器的高输入/输出密度、10C下超过25000回充放电循环的长寿命、-30℃下工作的低温特性等优势。钛酸锂电池最大的特长,它的负极材料和普通的锂离子二次电池不一样,普通的锂离子二次电池使用的是碳素材料,尼吉康(NICHICON)的电池使用的是钛酸锂LTO这种材料。它拥有急速充放电性,正常的锂离子电池最大是以1C或者2C的电流进行充放电,所以它最快用一个小时可以充满电,而尼吉康(NICHICON)的电池最大可以以20C的大电流进行充放电,所以它最快可以在3分钟之内充满80%左右的容量。

2.适用于多场景的“SLB系列”

“SLB系列”产品具有急速充放电,长寿命,低温特性,安全性等特点。由于具有大输出功率和长寿命,它可以替代EDLC用于备用电源和行车记录仪等用途。从安全性的角度来看,它最适用于可穿戴终端,无线耳机,无人机等应用。

另外,它的快速充放电特长适用于电子笔,电子香烟和充电式玩具。由于出色的低温特性,即使在-30°C的低温环境也可使用,此产品适合用于冷冻仓库传感器及搬运机器人等用途。此产品还拥有极长的循环寿命,非常适合作为物联网终端和 能量收集的储能设备。

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关于尼吉康(NICHICON)

尼吉康(NICHICON)自1950年成立以来,专精于电容器技术,在铝电解电容、薄膜电容方面,为工业控制、电子产品、车辆•公共设施等诸多领域提供了重要的产品支持和技术支持。除此之外,尼吉康(NICHICON)的回路产品也为各类储能系统、EV相关设备提供了支持。专注于这三类产品的研发和制造是尼吉康(NICHICON)占领电容市场的主要竞争力之一。

尼吉康(NICHICON)以"顾客的新产品开发之强有力合作伙伴"为目标,以迅速开发顾客所需的高功能产品为宗旨迅速满足市场需求。

审核编辑(李娜)
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