客戶案例
CUSTOMER CASE
眾所周知，車載電容器作為電池管理系統重要一員本身需要在高溫環境下持續工作，近年來隨著新能源汽車行業的迅猛發展，而今對車載電容器提出了更加嚴苛的要求，比如更低 的ESR、更低的ESL和更低的功率。首先，低ESR的車載電容器能夠有效降低在充放電過程中的損耗，提高能源利用效率，這對于新能源汽車的續航里程提升有一定幫助。同時在電源濾波電路中， ESR越小，電容在濾波時對電壓突變的抑制作用越強，輸出的電壓就越平滑，從而為新能源汽車的電子設備提供更穩定的電源。其次，低ESL的車載電容器能夠更好地適應新能源汽車中高頻信號的快速變化，在高頻電路中具有更快的充放電速度，從而可以更有效地濾除高頻噪聲，提升信號的完整性。最后相比普通電容器，能夠在高溫環境下持續工作的低功率車載電容器具有更長的使用壽命。以邱金龍技術專家為首的TDK珠海設計團隊借助Ansys仿真軟件不僅實現了車載電容器的”三低需求”，而且大大縮短產品的開發周期，為“降本保質”提供強力支撐。
客戶簡介 珠海保稅區東電化有限公司是一家在低功率車載電容器設計方面有豐富經驗的公司，公司的產品開發團隊可以為客戶提供滿意的解 決方案，針對客戶有挑戰性的設計需求，公司有西班牙馬拉加TDK研發團隊和德國海登海姆TDK研發團隊支持開發。 所遇工程挑戰 設計中需要多方面考慮，相較傳統平板電容器如何才能降低ESR、ESL和提高散熱性能，同時不增加產品開發成本。 解決方案 1.使用Ansys HFSS對平板電容器進行建模，同時研究其性能ESR和ESL，并挖掘關鍵影響因素； 2.經過優化得到產品的最佳的ESR和ESL參數，隨后計算得到其熱功耗； 3.在Ansys Workbench多物理場仿真平臺，將HFSS得到的熱功耗作為Mechanical的輸入得到產生熱量； 4.經過多次優化，在保證了產品出色的電磁性能和熱性能，實現了降本增效，得到了客戶的對整個產品方案的高度認可。 低功率車載電容器ESR隨頻率的變化曲線 低功率車載電容器ESL隨頻率的變化曲線 相關Ansys軟件 Ansys HFSS Ansys Mechanical 最終成果 低功率車載電容器的開發及設計，既要滿足電磁方面的要求，又得兼顧熱方面的需求。對其電熱耦合特性進行分析以及設計散熱結構，成為確保電容器安全可靠運行的關鍵所在。鑒于這種多物理場帶來的設計挑戰，傳統的打樣經驗已無法滿足當前各種不同形態與不同尺寸的設計需求。 產品開發團隊引入Ansys進行整個產品的正向開發，從而實現高效優化。HFSS作為全波段仿真工具，得益于幾乎無需人工干預的自適應網格技術，能夠快速精確計算出電容器在不同頻率下的容值以及ESR和ESL。基于Ansys的電熱耦合分析，可以便捷地研究疊層母排的電流密度以及電容的溫度分布。105℃為車載電容器工作的規格要求，在優化前，低功率車載電容器的熱仿真結果剛好為105℃，而優化后為103℃，保證了2℃的設計余量，同時直接降低了整個母排的質量實現了降低成本的效果。
