目前,，電動(dòng)汽車逆變器的平滑電容器采用薄膜電容器已經(jīng)成為普遍的做法,。這是因?yàn)楸∧る娙萜髂蛪盒约邦l率特性較為出色的結(jié)果,。日本指月電機(jī)制作所采用厚度在3μm以下的薄膜實(shí)現(xiàn)了薄膜電容器的小型化,，并減輕了制造時(shí)給介電體帶來(lái)的負(fù)荷,，提高了可靠性,。另外，還采用了即使部分電極發(fā)生短路也不會(huì)對(duì)整體帶來(lái)不良影響的蒸鍍形狀,。

　　混合動(dòng)力車（HEV）及電動(dòng)汽車（EV）上采用輸出功率高達(dá)數(shù)十千瓦～一百數(shù)十千瓦的馬達(dá),。電壓也高達(dá)數(shù)百伏,，所以需要能夠驅(qū)動(dòng)它的逆變器,。指月電機(jī)制作所于2010年開發(fā)出了在這種逆變器中不可缺少的,、用于平滑電壓的薄膜電容器。容量從500μF到1300μF左右,。額定電壓高達(dá)600V,，與2007年開發(fā)的原產(chǎn)品相比，額定電流增至以往產(chǎn)品的4倍（表）,。該產(chǎn)品已被日立汽車系統(tǒng)公司采用，現(xiàn)在提供給大型汽車廠商的混合動(dòng)力車使用,。

　　通過(guò)薄膜電容器滿足大容量,、高電壓需求

　　逆變器可將來(lái)自電池的直流電通過(guò)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成變動(dòng)較小的電壓,，再通過(guò)名為絕緣柵雙極晶體管（Insulated Gate Bipolar Transistor,，IGBT）的開關(guān)元件轉(zhuǎn)換成近似于交流電的矩形波（圖1）。開關(guān)頻率快至十?dāng)?shù)kHz～數(shù)十kHz,，由此產(chǎn)生的浪涌電壓很大,。這種浪涌電壓與開關(guān)元件的輸入電壓重疊,，便會(huì)產(chǎn)生尖峰（變動(dòng)）,。為了減少這種尖峰,，需要采用平滑電容器,。

　　圖1：為了保護(hù)開關(guān)元件，平滑電容器必不可少

　　變動(dòng)較大的電壓施加到開關(guān)元件上之后,，最壞的情況下,，元件會(huì)損壞,。通過(guò)平滑電容器吸收電壓變動(dòng),，以便向元件供給穩(wěn)定的電力。

　　逆變器的電流高于100A,，平滑電容器需要1000μF左右的大容量。而且,，必須支持500V以上的高電壓,。為了提高馬達(dá)及逆變器的效率，現(xiàn)在的混合動(dòng)力車更傾向于提高電壓,。例如“普銳斯”，將施加在馬達(dá)上的電壓從第2代車型的最大500V提高到了最大650V,。

　　電解電容器需要大出一個(gè)數(shù)量級(jí)的容量

　　通常,，大容量電容器采用鋁電解電容器。第一代普銳斯的平滑電容器就是如此,。如果按平均1μF的制造成本來(lái)看，多數(shù)情況下鋁電解電容器要比薄膜電容器便宜,。但是如果逆變器的電壓進(jìn)一步提高,，則鋁電解電容器難以對(duì)應(yīng),。目前投入實(shí)用的1000μF左右鋁電解電容器的耐壓約為500V左右，因此必須使電壓比該數(shù)據(jù)更低,。這樣要想在混合動(dòng)力車上使用,，就必須將兩個(gè)鋁電解電容器串聯(lián)起來(lái)。

　　另外,，由于離子會(huì)發(fā)生運(yùn)動(dòng),，因此，鋁電解電容器的響應(yīng)性一般較低,，要支持在數(shù)十kHz頻率下的接通或者斷開產(chǎn)生的電流會(huì)比較困難,。要使其在高頻下支持100A以上的電流，或許必須準(zhǔn)備額定容量為10000μF左右,、相差一個(gè)數(shù)量級(jí)的產(chǎn)品。如果響應(yīng)性較低,，在電荷積聚完成之前就會(huì)開始放電，因而無(wú)法用盡容量,。而且容量達(dá)到10000μF時(shí)，鋁電解電容器在成本方面的優(yōu)勢(shì)也會(huì)減弱,。

　　于是,，薄膜電容器便成了主流,。這是因?yàn)楸∧た梢圆捎媚蛪杭邦l帶較高,、等效串聯(lián)電阻（ESR）較低的聚丙烯（PPC）材料制作,。

　　用于混合動(dòng)力車及電動(dòng)汽車的平滑電容器要滿足支持高電壓和高頻這兩個(gè)條件,，就必須（1）實(shí)現(xiàn)小型化、（2）提高耐熱性,、（3）提高安全性。

　　為了實(shí)現(xiàn)（1）提及的小型化,，此次指月電機(jī)制作所將單位體積的容量密度比以往產(chǎn)品提高了15％左右。2007年的產(chǎn)品的薄膜厚度約為3μm,，而此次薄膜的厚度則更薄（圖2）,。由于是在電極之間夾持薄膜后制成電容器元件，因此薄膜越薄,，電極間的距離就越短,，從而可在減小體積的同時(shí)提高容量,。

圖2：厚度薄,、耐壓高的聚丙烯薄膜

　　東麗以及王子特殊紙兩公司均有生產(chǎn)。

　　制造的流程如下,。首先,，在真空中向聚丙烯薄膜的一個(gè)面上蒸鍍鋅（Zn）及鋁（Al）之類的金屬,，制成電極。將2枚這種薄膜重疊卷起來(lái),，便可制成在兩個(gè)電極間夾著作為介電體的薄膜的電容器,。蒸鍍以將薄膜貼在金屬滾筒上,、轉(zhuǎn)動(dòng)該滾筒以揭取薄膜的方式進(jìn)行（圖3）。在貼于滾筒的薄膜上,，在400℃的融點(diǎn)溫度下將鋅,、在1200℃的融點(diǎn)溫度下將鋁熔化后進(jìn)行蒸鍍,。滾筒預(yù)先冷卻至-20～＋25℃。（特約撰稿人：藤原 祐紀(jì),，指月電機(jī)制作所第一業(yè)務(wù)本部第2開發(fā)部部長(zhǎng)）

圖3：既快又薄且均勻地進(jìn)行蒸鍍

　　在薄膜上蒸鍍鋅及鋁的情形,。實(shí)際上是在真空中進(jìn)行。高速旋轉(zhuǎn)滾筒,，1小時(shí)即可制成30千米的蒸鍍薄膜,。