碳化硅控制器用膜电容器设计与测试*

陈登峰, 位超群, 宋君峰

(1.上海汽车电驱动有限公司,上海 201806；2.上海汽车电驱动工程技术研究中心,上海 201806)

0 引 言

随着新能源汽车行业的不断发展，电驱动系统已成为新能源汽车的核心部分。电机控制器作为新能源汽车三大核心部件之一，在电机控制和整车运行当中起到至关重要的作用[1-2]。目前，电机控制器工作主要通过功率模块和膜电容器相互配合实现其开关高频切换完成逆变。膜电容器和功率模块是车用电机控制器内部体积占比最大的系统组件，尤其是膜电容器的大小直接影响电机控制器的体积和功率密度[3]。传统工业产品的电容器大多采用电解电容，但电解电容芯子本身发热较高且寿命衰减过快，并且耐腐蚀性差，很难在新能源汽车中普及应用。相比较而言，薄膜电容具有更好的温度特性，可以承受同等的反向电压，还具有更低的等效串联电感(ESL)和等效串联电阻(ESR)、更长的使用寿命及更高的安全可靠性，因此，膜电容器在新能源汽车领域被普遍使用[4-5]。电机控制器在新能源汽车实际运行中的工况比较恶劣，因此对整个控制单元内电子器件的耐久性能要求更高，尤其是新能源汽车内部超高的温度对膜电容器的寿命和可靠性影响较大，甚至可能会导致内部卷绕的金属薄膜被击穿而损坏，严重的还会发生爆炸[6-7]。

由于新能源汽车对电机控制器更高功率密度和更小体积的要求，控制器所用功率模块逐渐从传统硅基IGBT模块转向碳化硅基MOSFET模块。……