PC-Copolymerfolie übertrifft PET und PEN bei EV-Kondensatoranwendungen

Jul 11, 2023

Gepostet von Mitarbeitern | 11. Mai 2023

Verglichen mit anderen stark erhitzenden Materialien wie Polyethylenterephthalat (PET) und Polyethylennaphthalat (PEN) können die auf einem Polycarbonat-Copolymer basierenden HTV150A-Folien von Elcres die Verluste um bis zu 40 % reduzieren, wenn sie Temperaturen von bis zu 150 °C ausgesetzt werden Frequenzen bis 100 kHz. Das Material hat sich bereits in dünnwandigen Kondensatorfolien bewährt.

Geringere Verlustverluste in den dielektrischen Folien HTV150A von Elcres können die interne Wärmeerzeugung reduzieren, die Betriebseffizienz erhöhen und Hot-Spot-Temperaturen stabilisieren, was Ingenieuren eine größere Flexibilität bei der Entwicklung von Kondensatoren bietet. Es wird erwartet, dass geringere Verluste in diesen Filmen zu geringeren Verlustverlusten in Kondensatoren führen.

„Bei der Entwicklung von Elcres HTV150A-Filmen stützten sich die Sabic-Forscher auf ihr tiefes Verständnis darüber, wie Polymere auf thermische und elektrische Spannungsfelder reagieren“, sagte Ed Kung, Senior Manager, Resin Design and Incubation. „Sie haben Materialzusammensetzungen mit milden Dissipationsmechanismen in den interessierenden Temperatur- und Frequenzbereichen ausgewählt und beeindruckende Ergebnisse erzielt. Wenn Kunden neue Wechselrichtersysteme entwickeln und Siliziumkarbid-Leistungsmodule der nächsten Generation einsetzen, können geringere Verlustverluste bei höheren Betriebstemperaturen und -frequenzen zum Erfolg beitragen.“

Sabic arbeitet mit dem japanischen Beratungsunternehmen Machine Technologies zusammen, um die Leistung von Elcres HTV150A-Folien in DC-Link-Leistungskondensatoren für Antriebsstrangwechselrichter von Elektrofahrzeugen (EV) zu untersuchen, zu testen und zu validieren. Diese fortlaufende Zusammenarbeit hat den Wert der HTV150A-Folien von Elcres bei der Unterstützung der Hybrid-, Plug-in-Hybrid- und batterieelektrischen Fahrzeugtechnologie (xEV) bestätigt.

Aktuelle Daten aus Tests an einzelnen Folienblättern, die im Sabic Polymer Processing Development Center in Pittsfield, MA, durchgeführt wurden, deuten darauf hin, dass Elcres HTV150A-Folien im Gegensatz zu der Art und Weise, wie andere Materialien mit hoher Hitze reagieren, stark reduzierte interne Verluste aufweisen, wenn sie hohen Temperaturen ausgesetzt werden Frequenzen und Temperaturen. Wichtig ist, dass diese dielektrischen Folien von Sabic bei Temperaturen von bis zu 150 °C betrieben werden können, sodass DC-Link-Leistungskondensatoren störenden Hot-Spot-Temperaturen standhalten können. Wettbewerbsfähige Hochtemperaturfolien wie PET und PEN sind auf Betriebstemperaturen unter 125 °C beschränkt, da sie oberhalb dieses Punktes erhöhte Verluste aufweisen. Die Elcres HTV150A-Folien behalten auch über die gewünschten Temperatur- und Frequenzbereiche hinweg ihre dielektrischen Eigenschaften.

„Sabic und Machine Technologies unterstützen Kunden gemeinsam durch die Anwendung einer strengen Methodik zum Testen und Validieren von Kondensatormaterialien“, sagte Dr. Tsuyoshi Kasebe, CEO von Machine Technologies. „Die durch diesen Prozess generierten Daten können Kondensatorhersteller über die Leistungsfähigkeit von Elcres-Folien im Vergleich zu anderen Hochtemperaturmaterialien informieren. Während die Industrie auf Leistungstransistoren auf Basis von Siliziumkarbid und anderen fortschrittlichen Technologien umsteigt, können diese Daten als Leitfaden für neue Kondensatordesigns wertvoll sein.“

Die dielektrischen Folien HTV150A von Elcres sind die ersten in der Branche, die eine stabile Leistung bei Betriebstemperaturen zwischen -40 °C und 150 °C und Frequenzen bis zu 100 kHz bieten und gleichzeitig eine stabile Kapazität, einen hohen Isolationswiderstand und eine gute dielektrische Leistung bieten. Sie beheben die kritische Leistungslücke, die bei herkömmlichen Polypropylenfolien (PP) über 105 °C auftritt.

Kondensatoren aus 3 und 5 µm metallisierten Elcres HTV150A-Folien bestehen standardmäßige elektrische Tests und Lebensdauertests bei 150 °C für 2.000 Stunden mit geringer Kapazitätsänderung und stabilem Isolationswiderstand. Weitere wichtige Eigenschaften, die Sabic nennt, sind eine hohe Durchschlagsfestigkeit über den gesamten Temperaturbereich, eine gute Selbstheilung und eine hervorragende Haftung auf Aluminium und Zink während der Metallisierung. Der Film wurde von Kunden für die Verwendung sowohl mit Filmfolien- als auch mit metallisierten Elektroden validiert.

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