TDK/EPCOSTDK繞線(xiàn)薄膜電容器,B32656J2334K000新能源汽車(chē)薄膜電容

加工定制	否	外形	方塊狀
容值	0.33uF	壽命	200000Hour
封裝	Bulk	工作溫度	- 55 C~+ 125 C
應(yīng)用范圍	濾波	引線(xiàn)類(lèi)型	Straight
電介質(zhì)	PET	認(rèn)證	CCC

TDK/EPCOSTDK繞線(xiàn)薄膜電容器,B32656J2334K000新能源汽車(chē)薄膜電容

交流電路中薄膜電容器的工作原理
隨著科技的發(fā)展的進(jìn)步和薄膜電容器可以代替電解電容的優(yōu)勢(shì)出來(lái)，因此使用薄膜電容器的頻率也越來(lái)越高。
而今天小編將要跟大家分享的是薄膜電容器在交流電路中的工作原理。在中學(xué)階段有句話(huà)是這樣說(shuō)的通交流，阻
直流，說(shuō)的就是電容的這個(gè)性質(zhì)。在直流電路中，薄膜電容器相當(dāng)于斷路的。

我們可以從薄膜電容器的結(jié)構(gòu)先說(shuō)起，最簡(jiǎn)單的電容是由于絕緣電介質(zhì)結(jié)構(gòu)成的。通電后極板帶電，形成電壓
（電勢(shì)差），但是中間由于絕緣的物質(zhì)，所以是不導(dǎo)電的。不過(guò)，這樣的情況是在沒(méi)有超過(guò)電容器的臨界電壓（擊
穿電壓）的前提條件下的。

我們都知道任何物質(zhì)都是相對(duì)絕緣的，當(dāng)物質(zhì)兩端的電壓加大到一定程度后，物質(zhì)都是可以導(dǎo)電的，我們稱(chēng)這
個(gè)電壓叫擊穿電壓。電容也不例外，電容被擊穿后，就不是絕緣體了。不過(guò)在中學(xué)階段，這樣的電壓在電路中是見(jiàn)
不到的，所以都是在擊穿電壓以下工作的，可以被當(dāng)做絕緣體看。


但是在交流電路中，因?yàn)殡娏鞯姆较蚴请S時(shí)間成一定的函數(shù)關(guān)系變化。而薄膜電容器充放電的過(guò)程是有時(shí)間的，
這個(gè)時(shí)候，在極板間形成的變化的電場(chǎng)，而這個(gè)電場(chǎng)也是隨時(shí)間變化的函數(shù)。實(shí)際上，電流是通過(guò)場(chǎng)的形成在薄膜
電容器間通過(guò)的?？赐暌陨系姆窒砟銓?duì)薄膜電容器在交流電路中的原理有所了解了嗎。更多優(yōu)質(zhì)的電容器盡在JEC，
我們專(zhuān)業(yè)制造安規(guī)電容，壓敏電阻，陶瓷電容，薄膜電容器。以上資訊來(lái)自我們公司研發(fā)部提供，更多資訊請(qǐng)大家
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薄膜電容器的主要特性有哪些？

薄膜電容器由于具有很多優(yōu)良的特性，因此是一種性能優(yōu)秀的電容器，它的主要等性如下：無(wú)極性，
絕緣阻抗很高，頻率特性?xún)?yōu)異，而且介質(zhì)損失很小，基于以上的優(yōu)點(diǎn)，所以薄膜電容器被大量使用在模
擬電路上，混合動(dòng)力汽車(chē)高溫薄膜電容，尤其是在信號(hào)交連的部份，必須使用頻率特性良好，介質(zhì)損失
極低的電容器，高溫薄膜電容批發(fā)，方能確保信號(hào)在傳送時(shí)，不致有太大的失真情形發(fā)生
在所有的塑料薄膜電容當(dāng)中，又以聚bing烯（PP）電容和聚ben乙烯（PS）電容的特性較為顯著，
當(dāng)然這兩種電容器的價(jià)格也比較高，然而近年來(lái)音響器材為了提升聲音的質(zhì)量，所采用的零件材料已愈
來(lái)愈好，價(jià)格并非重要的考慮因素，所以近年來(lái)PP電容和PS電容被使用在音響器材的頻率與數(shù)量也愈來(lái)
愈高
目前傳統(tǒng)儲(chǔ)能電容即鋁電解電容在我國(guó)電容市場(chǎng)上所占的份額仍大于薄膜電容器，但憑借著薄膜電容器
的優(yōu)異性能，其市場(chǎng)滲透率正在不斷加大，薄膜電容器的上升趨勢(shì)已經(jīng)勢(shì)不可擋，不僅在儲(chǔ)能焊機(jī)領(lǐng)域占
有很大的份額，還在太陽(yáng)能應(yīng)用、風(fēng)力發(fā)電、混合動(dòng)力汽車(chē)地鐵等方面展露手腳
薄膜電容在技術(shù)上逐漸取代鋁電解電容，更有利于我國(guó)工業(yè)發(fā)展，采用聚bing烯薄膜電容器替代鋁電解
電容器后，高溫薄膜電容廠家，由于聚bing烯薄膜電容器基本上不存在壽命限制問(wèn)題，高溫薄膜電容廠商，
也就避免了搞可靠應(yīng)用時(shí)變頻器定期替換鋁電解電容器的麻煩和成本的提高

薄膜電容器在新能源汽車(chē)上的運(yùn)用

薄膜電容器是一種應(yīng)用于直流濾波場(chǎng)合的電容器。由于它跟傳統(tǒng)電容相比有壽命長(zhǎng)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，更適用于新能源汽車(chē)中的
逆變器直流濾波。本文主要介紹薄膜電容器優(yōu)點(diǎn)、采用的先進(jìn)技術(shù)、相關(guān)的選型標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用分析。

　　【關(guān)鍵詞】能源；薄膜電容器；電解電容器；逆變器；新能源汽車(chē)
　
　　1.隨著工業(yè)的迅速發(fā)展、人口的增長(zhǎng)和人民生活水平的提高，能源短缺已成為世界性問(wèn)題，能源安全受到越來(lái)越多國(guó)家的重視。隨著
“汽車(chē)社會(huì)”的逐漸形成，汽車(chē)保有量在不斷地呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，全球汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展面臨著能源和環(huán)保的雙重壓力，各個(gè)國(guó)家為了將來(lái)在
世界汽車(chē)業(yè)中占得一席之地，紛紛推出了各自的的新能源汽車(chē)的規(guī)劃藍(lán)圖，并大力發(fā)展新能源汽車(chē)。
　　新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源，新能源汽車(chē)包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池電動(dòng)汽車(chē)、氫發(fā)動(dòng)機(jī)汽
車(chē)、其他新能源（如高效儲(chǔ)能器、二甲醚）汽車(chē)等各類(lèi)別產(chǎn)品[1]。
　　電機(jī)，電池和電機(jī)控制技術(shù)是新能源汽車(chē)的三大核心。電機(jī)控制技術(shù)的核心就是需要高效電機(jī)控制的逆變器技術(shù)，高效電機(jī)控制的逆
變器技術(shù)則需要一個(gè)功能強(qiáng)大的IGBT模塊和一個(gè)與之匹配的直流支撐電容器。
　　本文主要介紹薄膜電容的優(yōu)點(diǎn)、采用的先進(jìn)技術(shù)、相關(guān)的選型標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用分析。
　　2.薄膜電容的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
　　早期直流支撐薄膜電容都是采用電解電容，隨著薄膜電容技術(shù)的發(fā)展，特別是基膜本身技術(shù)的發(fā)發(fā)展和金屬化采用分割的技術(shù)出現(xiàn)，
不僅使得薄膜電容的體積在越做越小的同時(shí)，產(chǎn)品的耐壓水平還保持在相當(dāng)?shù)乃?，現(xiàn)在越來(lái)越多的公司采用高溫聚丙烯薄膜電容器的作
為直流支撐電容，一個(gè)典型的例子就是豐田公司的PRIUS車(chē)型的改進(jìn)；而國(guó)內(nèi)車(chē)企典型代表是比亞迪F3DM和E6，都使用薄膜電容器作為
直流支撐電容。第一代豐田Prius使用的濾波電容器是電解電容器，見(jiàn)圖2；從第二代開(kāi)始，便開(kāi)始使用薄膜濾波電容器組。
　　目前用于直流支撐的薄膜電容器，大部分是使用高溫聚丙烯膜作為介質(zhì)，聚丙烯薄膜電容器有如下的優(yōu)點(diǎn)。
　　a.產(chǎn)品安全性好，耐過(guò)壓能力強(qiáng)
　　由于薄膜電容器具有自愈額現(xiàn)象，而且薄膜電容的設(shè)計(jì)是按照IEC61071的標(biāo)準(zhǔn)，電容抗浪涌電壓能力大于1.5的額定電壓，加上電容
采用分割膜技術(shù)，見(jiàn)圖4，電容理論上不會(huì)產(chǎn)生短路擊穿的現(xiàn)象，這大大提高了這類(lèi)電容的安全性，典型的失效模式是開(kāi)路。在特定應(yīng)用
中電容的抗峰值電壓能力也是考察電容的重要指標(biāo)。實(shí)際上，對(duì)電解電容而言，允許承受的最大浪涌電壓是1.2倍，這種情況迫使使用者
不得不考慮峰值電壓而非標(biāo)稱(chēng)電壓。
　　b.良好的溫度特性，產(chǎn)品溫度使用范圍廣，可以從-40℃-105℃
　　直流支撐薄膜電容器采用的高溫聚丙烯薄膜，具有聚酯薄膜和電解電容沒(méi)有的溫度穩(wěn)定性，具體如下
　　隨著溫度的升高，聚丙烯膜電容器容量總體是下降的，但下降的比例是很小的，大概是300PPM/℃；而聚酯膜不管是在高溫階段還
是在低溫階段，容量隨溫度變化則大了很多，為+200～+600PPM/℃。
　　聚丙烯膜介質(zhì)電容器的損耗隨溫度變化基本不變的，但聚酯膜介質(zhì)電容器在低溫和高溫顯示變化規(guī)律是不一樣的。
　　由于聚丙烯膜介質(zhì)電容器具有良好的溫度特性，不管是在低溫(比如說(shuō)中國(guó)北方)或者高溫地區(qū)(比如說(shuō)沙漠地區(qū))都可以得到正常的使
用，但對(duì)于電解電容器來(lái)說(shuō)，如果在低溫地區(qū)，由于電解液的存在，電解液可能會(huì)凝固，電容的性能在低溫的時(shí)候，性能發(fā)生較大的變化，
可能導(dǎo)致電機(jī)控制器不能正常使用。
　　c.頻率特性穩(wěn)定，產(chǎn)品高頻特性好
　　目前大部分的控制器開(kāi)關(guān)頻率在約10KHZ，這就要求產(chǎn)品的高頻性能好，對(duì)于電解電容器和聚酯膜電容器來(lái)說(shuō)，這個(gè)要求是個(gè)難題。
　　隨著頻率的升高，聚酯膜介質(zhì)電容器的所測(cè)容量是隨著頻率的上升是逐步減少的，但聚丙烯膜介質(zhì)電容器則基本不變。
　　隨著頻率的上升，聚酯薄膜介質(zhì)電容器的損耗急劇加大，但聚丙烯介質(zhì)電容器基本不變。
　　d.沒(méi)有極性，能承受反向電壓
　　薄膜電容器的電極是蒸鍍?cè)诒∧ど霞{米級(jí)的金屬，產(chǎn)品是沒(méi)有極性的，故對(duì)使用者來(lái)說(shuō)非常方便，不需要考慮正負(fù)極的問(wèn)題；而對(duì)電
解電容器來(lái)說(shuō)，如果超過(guò)1.5倍Un的反向電壓被加在電解電容上時(shí)，會(huì)引起電容內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。如果這種電壓持續(xù)足夠長(zhǎng)的時(shí)間，
電容會(huì)發(fā)生爆炸，或者隨著電容內(nèi)部壓力的釋放電解液會(huì)流出。
　　e.額定電壓高，不需要串聯(lián)和平衡電阻
　　為了提高輸出功率，混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)的母線(xiàn)電壓有不斷提高的趨勢(shì)。現(xiàn)在市場(chǎng)上給電機(jī)提供的電池電壓典型值有280V，
330V及480V，與之匹配的電容不同廠家不太一樣，但大體是會(huì)選擇比如450V，600V，800V，容量從0.32mF到2mF，而電解電容器的額
定電壓不高于500V，所以當(dāng)母線(xiàn)電壓高于500V時(shí)，系統(tǒng)只能通過(guò)串聯(lián)電解電容器來(lái)提高電容器組的耐壓水平。這樣，不僅增加了電容器組
的體積、成本，也增加了電路中的電感和ESR。
　　f.低ESR，通過(guò)耐紋波電流能力強(qiáng)
　　薄膜電容器大于200mA/μF，電解電容通過(guò)紋波電流能力為20mA/μF，這個(gè)特點(diǎn)能大大減小系統(tǒng)中所需要的電容器的容量。國(guó)內(nèi)廠家
比如廈門(mén)法拉主推的產(chǎn)品目前0.4-0.5mΩ，最大紋波電流值從幾十安培到幾百安培不等。
　　g.低ESL
　　逆變器的低電感設(shè)計(jì)要求其主要元件DC-Link電容器要有極其低的電感。高性能DC-Link直流濾波薄膜電容器通過(guò)把母線(xiàn)整合到電容器
模塊里，使它的自感降到最低(<30nH)，大大減小了在必要開(kāi)關(guān)頻率下的震蕩效應(yīng)。因此，并聯(lián)在DC-Link電容器上的吸收電容經(jīng)常被省略
掉，電容器電極直接接到IGBT上。
　　h.抗浪涌電流能力強(qiáng)
　　能夠承受瞬間的大電流，采用波浪分切的技術(shù)和電容鍍膜加厚邊技術(shù)，可以提高產(chǎn)品浪涌電流溫度和機(jī)械沖擊的能力。 　　i.使用壽命長(zhǎng)
　　薄膜不易老化的特性決定了薄膜電容器優(yōu)很長(zhǎng)的壽命，特別在額定電壓和額定使用溫度下，使用壽命大于15000小時(shí)；如果按平均30Km/H，
則在壽命期可以有450000Km，電容的壽命對(duì)于汽車(chē)的行駛里程是足夠的。
　　3.薄膜電容的選擇
　　為了達(dá)到節(jié)能的目的，提高電機(jī)的效率，減少線(xiàn)損，就必須把系統(tǒng)電壓提高(見(jiàn)公式一)，電壓提高后，可以降低通過(guò)回路的電流，由于電流
可以比較低，線(xiàn)損就會(huì)比較低。
　　P線(xiàn)損=I2R　　　 　 (1)
　　目前系統(tǒng)電壓范圍從100多伏到300多伏，有些公司用于大功率驅(qū)動(dòng)的達(dá)到400多伏，由于控制電路自感及其在汽車(chē)在不同工況下使用的緣
故，大多公司選用是額定電壓450V以上的電容。
　　根據(jù)電機(jī)功率的不同，目前有不同的IGBT模塊可以使用，同樣，對(duì)于直流支撐電容器，不同的廠家也推出了不同的產(chǎn)品，主流薄膜電容器
廠商比如廈門(mén)法拉和EP公司都推出了不容容量和結(jié)構(gòu)的電容可供選擇。選擇時(shí)主要考慮額定容量、允許容量的偏差、額定電壓、最大電壓、電
池電壓的波動(dòng)范圍、開(kāi)關(guān)頻率、紋波電流有效值、最大峰值電流、相間續(xù)流電流大小、電機(jī)額定功率、峰值功率、環(huán)境溫度、最高工作溫度、最
高工作海拔、散熱方式和壽命要求等指標(biāo)。
　　4.應(yīng)用分析
　　4.1 紋波電壓產(chǎn)生的原因
　　IGBT工作的時(shí)候，電路兩端負(fù)載發(fā)生變化，母線(xiàn)上會(huì)產(chǎn)生紋波電流。如果沒(méi)有C3電容器，那么電流將全部流經(jīng)電池組，導(dǎo)致Ur產(chǎn)生波動(dòng)
(Ur=Iripple×r)，U=U1+Ur，所以U兩端將產(chǎn)生較大的紋波電壓，影響IGBT的正常工作。
　　4.2 電容器組的作用
　　如果在母線(xiàn)兩端并上電容器組，當(dāng)ESR+1/ωC<　　4.3 電容器的選擇
　　要使ESR+1/ωC<　　工程應(yīng)用上，可以通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬得到系統(tǒng)需要的最小電容器容值。當(dāng)然，如果設(shè)計(jì)前已知了電路中的最大允許紋波
電壓和紋波電流的有效值。那么，系統(tǒng)中需要的最小容值可以通過(guò)下面的公式計(jì)算：
　　(2)
　　由于系統(tǒng)中的濾波電流相對(duì)較大，而電解電容又有0.02A/μF的濾波電流限制，所以在開(kāi)關(guān)頻率較高的逆變器中一般不按最小容值選擇電解
電容器，而是按下面公式選擇電解電容器的容值：
　　(3)
　　下面以某電機(jī)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是30KW的純電動(dòng)車(chē)型舉例說(shuō)明，驅(qū)動(dòng)器上的參數(shù)為：Vw=336V；　Uripple=4V；Irms=100A @10KHz。需
要的最小容值為：
　　(4)
　　這個(gè)容量的薄膜電容器很容易找到。如果選用電解電容器，則需要的容量是：
　　(5)
　　由此可以得出，開(kāi)關(guān)頻率較高的逆變器中使用薄膜電容器可以大大減小應(yīng)用中所需要的容值。
　　5.總結(jié)
　　高性能DC-LINK薄膜電容器是一種采用新的制作工藝和金屬化薄膜技術(shù)的電容器，它增加了傳統(tǒng)薄膜電容器的能量密度，即電容的體積也隨
之縮小。另一個(gè)方面它通過(guò)將電容器芯子和母排整合的方式來(lái)滿(mǎn)足客戶(hù)靈活的尺寸要求，不僅使得整個(gè)逆變器模塊更加緊湊，也大大降低應(yīng)用電
路中的雜散電感，使電路的性能更加優(yōu)越。電動(dòng)汽車(chē)中使用的電路設(shè)計(jì)有高電壓、高有效值電流、有過(guò)壓、有反向電壓、有高峰值電流、同時(shí)還
有長(zhǎng)壽命的要求，薄膜電容無(wú)疑是電動(dòng)汽車(chē)作為直流支撐電容的最佳選擇

薄膜電容器是以金屬箔當(dāng)電極，將其和聚乙窬，聚丙烯，聚笨乙烯或聚碳酸窬等塑膠薄膜，從兩端重疊后，
卷繞成圓筒狀的構(gòu)造之電容器。而依塑膠薄膜的種類(lèi)又被分別稱(chēng)為聚乙窬電容(又稱(chēng)Mylar電容)，聚丙烯電
容(又稱(chēng)PP電容)，聚苯乙烯電容(又稱(chēng)PS電容)和聚碳酸電容。

膜電容器由于具有很多優(yōu)良的特性，因此是一種性能優(yōu)秀的電容器。它的主要等性如下：無(wú)極性，絕緣阻抗
很高，頻率特性?xún)?yōu)異(頻率響應(yīng)寬廣)，而且介質(zhì)損失很小?；谝陨系膬?yōu)點(diǎn)，所以薄膜電容器被大量使用在模擬
電路上。尤其是在信號(hào)交連的部份，必須使用頻率特性良好，介質(zhì)損失極低的電容器，方能確保信號(hào)在傳送時(shí)，
不致有太大的失真情形發(fā)生。在所有的塑膠薄膜電容當(dāng)中，又以聚丙烯(PP)電容和聚苯乙烯(PS)電容的特性最為
顯著，當(dāng)然這兩種電容器的價(jià)格也比較高。然而近年來(lái)音響器材為了提升聲音的品質(zhì)，所采用的零件材料已愈來(lái)
愈高級(jí)，價(jià)格并非最重要的考量因素，所以近年來(lái)PP電容和PS電容被使用在音響器材的頻率與數(shù)量也愈來(lái)愈高。

（1）新能源汽車(chē)市場(chǎng)前景廣闊，系未來(lái)薄膜電容需求增長(zhǎng)最大推動(dòng)力
新能源汽車(chē)已成為全球汽車(chē)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要方向和促進(jìn)世界經(jīng)濟(jì)持續(xù)增長(zhǎng)的重要引擎。經(jīng)過(guò)
多年持續(xù) 努力，我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平顯著提升、產(chǎn)業(yè)體系日趨完善、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力大幅增強(qiáng)，
2015 年以來(lái)產(chǎn) 銷(xiāo)量、保有量連續(xù)五年居世界首位，到 2025 年，我國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力明顯增
強(qiáng)，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電 機(jī)、車(chē)用操作系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)取得重大突破，安全水平全面提升。新能源汽
車(chē)新車(chē)銷(xiāo)售量達(dá)到汽車(chē)新車(chē)銷(xiāo) 售總量的 20%左右?！吨袊?guó)汽車(chē)市場(chǎng)中長(zhǎng)期預(yù)測(cè)（2020-2035）》（
《預(yù)測(cè)報(bào)告》）顯示，中國(guó)未來(lái)五年 汽車(chē)市場(chǎng)將呈現(xiàn)穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，到 2025 年銷(xiāo)量達(dá)到 3000 萬(wàn)輛，
結(jié)合銷(xiāo)售占比 20%的份額目標(biāo)，新能源 汽車(chē)銷(xiāo)售量到 2025 年有望達(dá)到 600 萬(wàn)輛。全球新能源汽車(chē)
銷(xiāo)售量有望在 2025 年達(dá)到 1200 萬(wàn)輛。新能源 汽車(chē)單車(chē)需搭載一個(gè)薄膜電容器，且價(jià)格在 400-600
元間，隨著企業(yè)制造技術(shù)不斷提升和規(guī)模定制化的推 廣，初步預(yù)計(jì)未來(lái) 5 年價(jià)格年均下降 3%。據(jù)保
守估計(jì)，到 2025 年全球新能源汽車(chē)用薄膜電容器市場(chǎng)規(guī)模 為 48.03 億元，中國(guó)新能源汽車(chē)用薄膜電
容器市場(chǎng)規(guī)模為 23.45 億元。

（2）光伏新增裝機(jī)數(shù)量持續(xù)加快成長(zhǎng)、運(yùn)營(yíng)階段對(duì)逆變器的更換要求以及儲(chǔ)能配套的趨勢(shì)，打開(kāi)光伏
逆變 器市場(chǎng)的增長(zhǎng)空間，從而帶動(dòng)薄膜電容需求放量



根據(jù)Wood Mackenzie的數(shù)據(jù)，全球光伏逆變器出貨量由2014年的41.57GW增長(zhǎng)到2019年126.74
GW， CAGR 達(dá) 24.98%。光伏逆變器行業(yè)集中度逐步提升，2019 年 CR10 達(dá) 73%。其中，華為、陽(yáng)
光電源、SMA 三家廠商從 2014 年以來(lái)穩(wěn)居全球光伏逆變器出貨量排名前三名，光伏逆變器市場(chǎng) CR3
由 2014 年的 32% 增長(zhǎng)到 2019 年的 43%。IHS 數(shù)據(jù)顯示，全球儲(chǔ)能逆變器由 2015 年的 0.9GW 增
加到 2019 年的 9.8GW，CAGR 為 81.65%。



2019 年，全球儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng) CR10 達(dá) 94%，固德威在全球儲(chǔ)能逆變器市場(chǎng)中出貨量 占比約 15%，
排名第一。光伏新增裝機(jī)容量的增長(zhǎng)，直接帶來(lái)光伏逆變器需求持續(xù)放量，根據(jù) EPIA 數(shù)據(jù)， 2024 年全
球光伏新增裝機(jī)容量預(yù)計(jì)達(dá)到 200.11GW，依據(jù)全球容配比 1.2，預(yù)計(jì) 2024 年新增裝機(jī)容量帶 來(lái)的光伏
逆變器需求將達(dá)到 166.76GW。由于光伏逆變器的壽命約為 10 年，光伏電站的壽命往往在 20 年 左右，
兩者壽命期限錯(cuò)配，帶來(lái)運(yùn)營(yíng)階段對(duì)光伏逆變器的更換需求，預(yù)計(jì)到 2024 年光伏逆變器更換需求將 達(dá)到
29.82GW。我們預(yù)測(cè)未來(lái)光伏發(fā)電儲(chǔ)能配套率將持續(xù)提升，2024 年全球光伏儲(chǔ)能配套率將達(dá)到 6.8%，
2024 年光伏儲(chǔ)能逆變器需求為 13.54GW。綜上以上預(yù)測(cè)，2024 年預(yù)期全球光伏領(lǐng)域逆變器市場(chǎng)需求將達(dá)
到 210.11GW?；谖覀儗?duì)薄膜電容在光伏逆變器中的滲透率有望于 2024 年提升至 29%的預(yù)測(cè)，2024
年全球光伏領(lǐng)域薄膜電容市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 21.94 億元，2020-2024 年 CAGR 達(dá) 19.69%。


（3）新增裝機(jī)疊加存量風(fēng)電裝機(jī)替代鉭電解電容器的需求助力薄膜電容需求增長(zhǎng)

根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，全球風(fēng)力發(fā)電新增裝機(jī)容量由 2010 年的 39.1GW 增長(zhǎng)至 2019 年的 60.4GW，
CAGR 為 5%，2019 年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量達(dá) 651GW。GWEC 預(yù)測(cè)，2020-2024 年全球風(fēng)電新增裝
機(jī)量年復(fù) 合增速為 4.0%，2024 年全球風(fēng)電累計(jì)裝機(jī)容量可達(dá) 1006GW。根據(jù) GWEC 數(shù)據(jù)，2024 年風(fēng)
電新增裝機(jī) 容量預(yù)計(jì)將達(dá)到 73.4GW。在存量風(fēng)電裝機(jī)中的鋁電解電容替代需求下，我們預(yù)計(jì)滲透率將持
續(xù)提升。在262風(fēng)電領(lǐng)域中，1MW 裝機(jī)容量大約需要 3 萬(wàn)元的薄膜電容器。因此，我們預(yù)測(cè) 2024 年，風(fēng)
電領(lǐng)域薄膜電容 器市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 6.39 億元。

阻燃環(huán)氧樹(shù)脂在薄膜電容器中的應(yīng)用
隨著技術(shù)水平的發(fā)展，電子、家電、通訊等多個(gè)行業(yè)更新?lián)Q代周期越來(lái)越短，而薄膜
電容器憑借其良好的電工性能和高可靠性，成為推動(dòng)上述行業(yè)更新?lián)Q代不可或缺的電子
元件。未來(lái)幾年隨著數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)進(jìn)一步發(fā)展和國(guó)家在電網(wǎng)建設(shè)、電氣
化鐵路建設(shè)、節(jié)能照明、混合動(dòng)力汽車(chē)等方面的加大投入以及消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的升級(jí)，
薄膜電容器的市場(chǎng)需求將進(jìn)一步呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。同時(shí)對(duì)薄膜電容器不但提出了更
高的質(zhì)量要求，而且也為它制定了更嚴(yán)格的安全技術(shù)規(guī)范，不僅要求它具有耐高濕熱和
高強(qiáng)度等技術(shù)特性，而且還必須具有良好的阻燃性。這實(shí)際上就是要作為薄膜電容器保
護(hù)層的環(huán)氧樹(shù)脂包封膠必須適應(yīng)這些更苛刻的條件。

薄膜電容器

什么是環(huán)氧樹(shù)脂

環(huán)氧樹(shù)脂(EP)是泛指分子中含有兩個(gè)或兩個(gè)以上環(huán)氧基團(tuán)的有機(jī)高分子化合物，活潑的
環(huán)氧基團(tuán)可以位于分子鏈的末端、中間或成環(huán)狀結(jié)構(gòu)。之所以引起人們的重視，是由于
環(huán)氧樹(shù)脂及其固化物是熱固性樹(shù)脂中綜合性能最好的：

（1）它有優(yōu)良的物理機(jī)械性能、電絕緣性，固化收縮率??；

（2）穩(wěn)定性好，固化后的環(huán)氧樹(shù)脂主鏈?zhǔn)敲焰I和苯環(huán)，三維交聯(lián)結(jié)構(gòu)致密又封閉，因
此它耐酸、耐堿及多種介質(zhì)；

（3）粘結(jié)強(qiáng)度高，尤其是環(huán)氧基團(tuán)能與固化劑作用交聯(lián)生成大分子，具有很強(qiáng)的內(nèi)聚力；

（4）原料容易取得，制造技術(shù)并不復(fù)雜，設(shè)備也比較簡(jiǎn)單且工藝性好；

（5）使用方便，能作為涂料，電氣絕緣材料，膠粘劑澆注料，灌封料，包封料及玻璃鋼
等，用途十分廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域中起著不可缺少的重要作用。

通用型環(huán)氧樹(shù)脂結(jié)構(gòu)示意圖

但是普通型環(huán)氧樹(shù)脂的極限氧指數(shù)僅為19.8%左右，其易燃性及離火后的持續(xù)自燃容易引
發(fā)火災(zāi)，作為電子電器領(lǐng)域的基礎(chǔ)材料使用時(shí)，難以滿(mǎn)足實(shí)際的阻燃要求，必須進(jìn)行阻燃
處理。

環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃改性

環(huán)氧樹(shù)脂達(dá)到阻燃有兩種方法，一般可分為“復(fù)合型”和“結(jié)構(gòu)型”兩種。

2.1、復(fù)合型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂

復(fù)合型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂是指在環(huán)氧樹(shù)脂中加入各種不參與固化反應(yīng)的阻燃添加劑，從而使材
料具有阻燃性能，具有工藝簡(jiǎn)便、成本低廉、原料來(lái)源較為廣泛和操作方便等特點(diǎn)。目前
使用的添加型阻燃劑可分為無(wú)機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑。常用的無(wú)機(jī)阻燃劑有氫氧化鋁、氫
氧化鎂、膨化物、三氧化二銻、紅磷等。有機(jī)阻燃劑包括有機(jī)鹵系（如氯化石蠟、四溴雙
酚A、十溴二苯醚等）和有機(jī)磷系阻燃劑（如磷酸三苯酯、磷酸三甲苯酯、三（氯乙基）
磷酸酯等）。

（1）無(wú)機(jī)阻燃劑

頗具代表性的金屬基氫氧化物，性能穩(wěn)定，價(jià)廉低毒，具有阻燃和抑煙作用，是環(huán)氧樹(shù)脂
的常用阻燃劑，但其用量必須較大，如加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)44.2%的氫氧化鋁時(shí)，阻燃環(huán)氧樹(shù)脂
的氧指數(shù)可達(dá)28.2%。紅磷和氫氧化鋁復(fù)配使用時(shí)能提高環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃效果，同時(shí)大幅
降低氫氧化鋁的用量。

（2）有機(jī)鹵系

有機(jī)鹵系阻燃劑是應(yīng)用十分普遍的一種阻燃劑，其添加量相對(duì)比較少，且阻燃效率較高，
尤其是溴系阻燃劑。但溴系阻燃劑存在的嚴(yán)重缺點(diǎn)是使被阻燃基材的抗紫外線(xiàn)穩(wěn)定性降低
，且其對(duì)人類(lèi)健康和環(huán)境存在著嚴(yán)重的威脅，故在使用中將逐步被其他低毒、無(wú)公害的無(wú)
機(jī)阻燃劑和有機(jī)磷系阻燃劑所取代。


（3）有機(jī)磷系

有機(jī)磷系阻燃劑是近年來(lái)發(fā)展較快的一種高性能阻燃劑，兼具阻燃和增塑的功能，擁有較
低的毒副作用及較好的阻燃效果，應(yīng)用較為廣泛，是今后主要發(fā)展的非鹵新型阻燃劑。

2.2 結(jié)構(gòu)型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂

由于大比例添加型阻燃劑的使用一方面會(huì)影響材料的機(jī)械性能，另一方面在固化和使用過(guò)
程中，阻燃劑的遷移會(huì)導(dǎo)致阻燃效果逐漸降低，呈現(xiàn)不穩(wěn)定的阻燃狀態(tài)。為此，考慮將具
有阻燃功效的反應(yīng)性單體或固化劑作為制備環(huán)氧樹(shù)脂的原理，將阻燃元素導(dǎo)入環(huán)氧樹(shù)脂的
分子結(jié)構(gòu)，使最終的環(huán)氧樹(shù)脂具有長(zhǎng)效、穩(wěn)定的阻燃性能，且可以保持樹(shù)脂原有的熱力學(xué)
性能，如玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，力學(xué)機(jī)械性能等。分子結(jié)構(gòu)中帶有一定數(shù)量的鹵素、硅或磷元
素的功能單體都可以考慮作為反應(yīng)單體和固化劑。

（1）阻燃功能單體原料

這類(lèi)有阻燃功能單體合成的結(jié)構(gòu)型阻燃環(huán)氧樹(shù)脂，由于分子結(jié)構(gòu)中含有大量的鹵素、硅、
磷等阻燃元素，因而這類(lèi)環(huán)氧樹(shù)脂的阻燃性能極好。如以四溴雙酚A替代普通雙酚A作為
環(huán)氧樹(shù)脂的反應(yīng)原料，制備出高分子量的溴化環(huán)氧樹(shù)脂，具有穩(wěn)定性好、阻燃性能高的
特性。

（2）阻燃固化劑

將鹵、硅、磷元素等具有阻燃功能的元素引入普通固化劑的分子結(jié)構(gòu)中，如二氯代順酐、
四溴苯酐、含磷胺類(lèi)、含有胺基的磷酸及磷酸的酰胺等，或者通過(guò)分子設(shè)計(jì)直接合成具
有阻燃功能的新型固化劑都是值得關(guān)注的研究方向。