?固態(tài)電容快速充放電特性在車載無線充電樁中的應(yīng)用案例突破路徑

在新能源車補(bǔ)能技術(shù)向“無感化”升級(jí)的浪潮中，車載高功率無線充電樁（11kW~22kW）成為行業(yè)焦點(diǎn)。然而，高頻諧振電路（如85kHz~150kHz）的快速充放電需求對(duì)電容的損耗、溫升及壽命提出了嚴(yán)苛挑戰(zhàn)。東莞市平尚電子科技有限公司（平尚科技）通過AEC-Q200與IATF 16949雙認(rèn)證的固態(tài)電容及系統(tǒng)級(jí)解決方案，為無線充電樁的高效、可靠運(yùn)行提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐。

充電樁

高頻挑戰(zhàn)：充放電效率與熱失控的博弈

無線充電樁的諧振電路需在毫秒級(jí)時(shí)間內(nèi)完成能量傳輸，傳統(tǒng)電解電容因ESR（等效串聯(lián)電阻）高（＞20mΩ@100kHz）、高頻損耗大，易導(dǎo)致溫升超過80℃，引發(fā)容量衰減甚至起火風(fēng)險(xiǎn)。以某客戶的22kW無線充電樁項(xiàng)目為例，其DC-AC逆變模塊因電容溫升過高，充電效率從95%驟降至88%，且電容壽命從10萬次縮短至3萬次。平尚科技的固態(tài)電容采用導(dǎo)電高分子材料與銅鎳復(fù)合電極，ESR低至2mΩ@100kHz，充放電效率穩(wěn)定在98%，溫升較傳統(tǒng)方案降低40℃，并通過ISO 16750-4高溫耐久性測(cè)試。

車規(guī)級(jí)認(rèn)證

車規(guī)級(jí)認(rèn)證：材料與工藝的可靠性基石

平尚科技的固態(tài)電容通過AEC-Q200認(rèn)證的三大技術(shù)路徑：

1.高頻介質(zhì)優(yōu)化：采用納米碳管摻雜的聚合物電?解質(zhì)，介電常數(shù)在-40℃~150℃范圍內(nèi)波動(dòng)＜±3%，充放電響應(yīng)時(shí)間縮短至0.1ms；

2.散熱結(jié)構(gòu)創(chuàng)新：銅基板嵌入式散熱設(shè)計(jì)結(jié)合真空灌注工藝?，熱阻降至5℃/W，100A脈沖電流下的溫升＜15℃；

3.機(jī)械強(qiáng)度強(qiáng)化：激光焊接封裝與硅膠緩沖層，通過50G隨機(jī)振?動(dòng)（ISO 16750-3）與2000次溫度循環(huán)測(cè)試，容值漂移＜±1%。

平尚科技方案：從諧振電路到系統(tǒng)級(jí)熱管理

平尚科技推出“高頻諧振電路協(xié)同設(shè)計(jì)服務(wù)”，覆蓋無線充電樁的全鏈路優(yōu)化：

電路拓?fù)鋬?yōu)化：采用LLC諧振拓?撲與固態(tài)電容陣列組合，將諧振頻率穩(wěn)定性提升至±0.5%，充電效率從92%提升至98%；

動(dòng)態(tài)負(fù)載測(cè)試：模擬車輛泊車對(duì)準(zhǔn)偏差導(dǎo)?致的耦合系數(shù)波動(dòng)（0.1~0.3），電容在30kW瞬態(tài)功率下的電壓波動(dòng)＜±5%；

熱仿真驗(yàn)證：通過多物理場(chǎng)仿真平臺(tái)，優(yōu)化電?容布局與散熱風(fēng)道，某客戶項(xiàng)目中的電容熱點(diǎn)溫度從105℃降至65℃，壽命延長(zhǎng)至50萬次充放電循環(huán)。

以某頭部新能源車企的11kW無線充電樁項(xiàng)目為例，平尚科技通過替換傳統(tǒng)鋁電解電容為固態(tài)電容，并優(yōu)化諧振參數(shù)，實(shí)現(xiàn)單次充電時(shí)間從8小時(shí)縮短至4小時(shí)（SOC 20%~80%），系統(tǒng)通過CISPR 25 Class 5輻射發(fā)射認(rèn)證，量產(chǎn)良率提升至99.5%。

無線充電樁

技術(shù)前瞻：碳化硅技術(shù)與智能化監(jiān)測(cè)

為應(yīng)對(duì)下一代無線充電樁的50kW超高功率需求，平尚科技聯(lián)合碳化硅（SiC）器件廠商開發(fā)集成化解決方案：

SiC+固態(tài)電容協(xié)同：SiC MOSFET?的高頻開關(guān)特性（200kHz以上）與固態(tài)電容的低ESR結(jié)合，系統(tǒng)損耗降低30%，功率密度提升至5kW/L；

智能健康監(jiān)測(cè)：電容內(nèi)置溫?度與阻抗傳感器，通過CAN總線實(shí)時(shí)上傳健康數(shù)據(jù)，預(yù)警潛在失效風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)維成本減少50%。

其原型方案已通過48小時(shí)滿負(fù)荷測(cè)試（50kW連續(xù)輸出），電容溫升穩(wěn)定在25℃以內(nèi)，效率＞97%。

在新能源車無線充電向高功率、高效率邁進(jìn)的進(jìn)程中，平尚科技通過AEC-Q200認(rèn)證的固態(tài)電容及系統(tǒng)級(jí)方案，為行業(yè)定義了高頻充放電與熱管理的技術(shù)標(biāo)桿。從材料革新到碳化硅協(xié)同，平尚科技正以創(chuàng)新實(shí)力推動(dòng)無線充電技術(shù)的邊界拓展，為未來“無感補(bǔ)能”生態(tài)的普及奠定核心硬件基石。

審核編輯 黃宇