CN109074955A - 薄膜电容器、连结型电容器和使用其的变换器及电动车辆 - Google Patents

薄膜电容器、连结型电容器和使用其的变换器及电动车辆 Download PDF

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Abstract

本发明的薄膜电容器具备：具有电介质膜(1a)、(1b)及金属膜(2a)、(2b)的主体部(3)；和外部电极(4a)、(4b)，外部电极(4a)、(4b)分别设置在位于主体部3的第1方向的两端的一对主体端部(3a)、(3b)。金属膜(2a(2b))具有：在任一主体端部(3a(3b))与外部电极(4a(4b))连接的第1部位(2la(2lb))、位于另一主体端部(3b(3a))的第2部位(2ma(2mb))、以及在第1方向位于第1部位(2la(2lb))与第2部位(2ma(2mb))之间的第3部位(2na(2nb))，第3部位(2na(2nb))的膜厚小于前述第2部位(2ma(2mb))的膜厚。

Description

薄膜电容器、连结型电容器和使用其的变换器及电动车辆
技术领域
本公开涉及薄膜电容器、连结型电容器和使用其的变换器及电动车辆。
背景技术
薄膜电容器具有例如将聚丙烯树脂膜化而成的电介质膜和通过蒸镀在该电介质膜的表面形成的金属膜。金属膜被用作电极。利用这样的构成，薄膜电容器具有如下优点：即使在电介质膜的绝缘缺陷部发生了短路的情况下，缺陷部周围的金属膜因短路的能量而蒸发、飞散，绝缘缺陷部发生绝缘，能够防止薄膜电容器的绝缘击穿(自恢复性)。
这样，薄膜电容器能够防止电路发生短路时的起火、触电。注意到这点，近年来，薄膜电容器的用途开始在LED(发光二极管，Light Emitting Diode)照明等电源电路中应用，在混合动力汽车的电动机驱动、太阳能发电的变换器系统等中用途正在扩大。
对于薄膜电容器，发挥如上所述的自恢复性的情况下，绝缘缺陷部周围的金属膜蒸发、飞散而发生绝缘化。其结果，表现静电容量的电极的面积减少，薄膜电容器的容量减少。为了抑制自恢复后的容量减少，将接近绝缘空白部的蒸镀电极分割为多个小的区域，利用熔断器将所述各区域并列连接而成的薄膜电容器已被公开(例如，参照专利文献1)。对于具有这种构成的薄膜电容器，在发挥自恢复性时熔断器熔断，可以使具有缺陷部的区域从电路断开。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-164328号公报
发明内容
本公开的薄膜电容器具备：具有电介质膜及金属膜的主体部；和外部电极，该外部电极分别设置在位于前述主体部的第1方向的两端的一对主体端部，前述金属膜具有：在任一前述主体端部与前述外部电极连接的第1部位、位于另一前述主体端部的第2部位、以及在前述第1方向位于前述第1部位与前述第2部位间的第3部位，前述第3部位的膜厚小于前述第2部位的膜厚。
本公开的连结型电容器具备多个薄膜电容器和连接该多个薄膜电容器的母线，前述薄膜电容器为上述的薄膜电容器。
本公开的变换器具备由开关元件构成的桥电路和连接至该桥电路的容量部，前述容量部为上述的薄膜电容器或连结型电容器。
本公开的电动车辆具备：电源；连接至该电源的变换器；连接至该变换器的电动机；以及由该电动机进行驱动的车轮，前述变换器为上述的变换器。
附图说明
图1为层叠型的薄膜电容器的示意截面图。
图2为示意性示出卷绕型的薄膜电容器的构成的展开立体图。
图3A为示出电介质膜及金属膜的一部分的表面的俯视图。
图3B为示出电介质膜及金属膜的一部分的横截面图。
图4A为将图3A的一部分(虚线部)放大后的俯视图。
图4B为将图3B的一部分(虚线部)放大后的横截面图。
图5示出使一组带金属膜的膜重合而成的配置，上段为一个带金属膜的膜的俯视图、下段为另一带金属膜的膜的俯视图。
图6为示出电介质膜及金属膜的层叠结构的横截面图。
图7为将图5的一部分(虚线部)放大后的图，上段为将图5的上段的一部分放大后的俯视图、下段为将图5的下段的一部分放大后的俯视图。
图8为示意性示出连结型电容器的构成的立体图。
图9为用于说明变换器的一个实施方式的构成的示意构成图。
图10为示出电动车辆的一个实施方式的示意构成图。
具体实施方式
如图1、2所示，薄膜电容器具备：电介质膜1a、1b与金属膜2a、2b层叠或卷绕而成的薄膜电容器主体部3(以下，有时也简称为主体部3)；和通过金属喷镀设置在主体部3的对置的端部(主体端部)的一对外部电极4a、4b。
在图1所示的层叠型的薄膜电容器A的主体部3中，在电介质膜1a的第1面1ac具备金属膜2a的带金属膜的膜5a与在电介质膜1b的第1面1bc具备金属膜2b的带金属膜的膜5b交替层叠。金属膜2a在主体部3的一个主体端部3a处电连接至外部电极4a。金属膜2b在主体部3的另一主体端部3b处电连接至外部电极4b。
图1中，将电介质膜1a、1b及金属膜2a、2b的宽度方向设为x方向、将长度方向设为y方向、将厚度方向设为z方向来示出。因此，电介质膜1a、1b及金属膜2a、2b在z方向上重叠，外部电极4a、4b分别配置在位于主体部3的x方向的主体端部3a、3b。
在图2所示的卷绕型的薄膜电容器B的主体部3中，在电介质膜1a的第1面1ac具备金属膜2a的带金属膜的膜5a与在电介质膜1b的第1面1bc具备金属膜2b的带金属膜的膜5b重叠、并进行了卷绕。金属膜2a在主体部3的一个主体端部3a处电连接至外部电极4a。金属膜2b在主体部3的另一主体端部3b处电连接至外部电极4b。
需要说明的是，在图2中，为了容易理解，以越靠近纸面这边越变厚的方式来描绘引出的电介质膜1a、1b及金属膜2a、2b的厚度。
图2中，将电介质膜1a、1b及金属膜2a、2b的宽度方向设为x方向、将长度方向设为y方向、将厚度方向设为z方向来示出。因此，电介质膜1a、1b及金属膜2a、2b在z方向上重叠，外部电极4a、4b分别配置在位于主体部3的x方向的主体端部3a、3b。薄膜电容器B中，x方向与卷绕的轴长方向一致。
薄膜电容器A及B的电介质膜1a具有对置的第1面1ac和第2面1ad，电介质膜1b具有对置的第1面1bc和第2面1bd。带金属膜的膜5a是在电介质膜1a的第1面1ac上形成了金属膜2a而成的，在第1面1ac上的一部分具有电介质膜1a露出的所谓绝缘空白部6a。带金属膜的膜5b是在电介质膜1b的第1面1bc上形成了金属膜2b而成的，在第1面1bc上的一部分具有电介质膜1b露出的所谓绝缘空白部6b。这些带金属膜的膜5a、5b如图1、2所示，在宽度方向(x方向)稍微偏离的状态下进行层叠或卷绕。
这样，薄膜电容器A、B中，由电介质膜1a及金属膜2a构成的带金属膜的膜5a与由电介质膜1b及金属膜2b构成的带金属膜的膜5b如图1、2所示那样进行重叠、层叠或卷绕。
金属膜2a、2b在位于主体部3的x方向的主体端部3a、3b露出的连接部分别与外部电极4a、4b连接。
由于对与带金属膜的膜5a、5b共通的本实施方式的特征进行说明，因此以下如图3A所示，有时省略a、b的符号。另外，图3B的横截面图中，为了使说明变容易，将膜的厚度方向(z方向)放大地示出。
本实施方式中，如图3A、图3B所示，金属膜2由第1部位21、第2部位2m、及第3部位2n构成。第1部位21位于左边的主体端部侧，连接至外部电极4(未图示)。第2部位2m位于右边的主体端部的附近、即绝缘空白部6的附近，未与外部电极4(未图示)直接连接。第3部位2n在x方向位于第1部位21与第2部位2m之间。金属膜2在x方向的两端分别配置第1部位21及第2部位2m，第3部位2n被夹在第1部位21与第2部位2m之间。
第1部位21及第3部位2n为连续的金属的膜。第1部位21为连续的膜，其与外部电极4连接，由此降低ESR。
图3B为图3A的横截面图，图4A为将图3A的虚线部放大后的俯视图。第2部位2m如图3B及图4A所示，可以由多个小区域2mi和连接小区域2mi间的熔断器部8m构成。多个小区域2mi以被间断地设置的网络状(格子状)的槽7m分离的方式而形成。相邻的小区域2mi彼此通过熔断器部8m进行电连接。小区域2mi及熔断器部8m例如可以通过激光加工来形成。槽7m的宽度可以设为例如0.01～0.20mm。
这样，第2部位2m具有小区域2mi，这些小区域2mi通过熔断器部8m进行连接，由此利用自恢复时的短路电流使绝缘缺陷部周围的熔断器部8m熔断，从而能够使绝缘缺陷部从电路断开。因此，能够制成自恢复性优异的薄膜电容器A、B。另外，还具有因自恢复而蒸发的成分恢复通过网络状(格子状)的槽7m，容易蒸发散出到外部的优点。
需要说明的是，第2部位2m只要具有多个小区域2mi和连接小区域2mi间的熔断器部8m即可，槽7m可以不是网络状(格子状)。例如，可以具有被沿x方向延伸的槽7m分割的、沿x方向延伸的带状(水平条纹状)的小区域2mi。
图5～7示出使带金属膜的膜5a和5b重叠而成的配置。图5的上段所示的带金属膜的膜5a与图5的下段所示的带金属膜的膜5b如图6的横截面图所示，在宽度方向(x方向)上稍微偏离的状态下重叠。图7的上段为将图5的上段的虚线部放大后的图，图7的下段为将图5的下段的虚线部将放大后的图。带金属膜的膜5a、5b以金属膜2a的第1部位21a与金属膜2b的第2部位2mb重叠、金属膜2a的第2部位2ma与金属膜2b的第1部位21b重叠的方式进行配置。
金属膜2a的第3部位2na与金属膜2b的第3部位2nb相互重叠地配置。金属膜2a的第3部位2na也可以一部分与金属膜2b的第2部位2mb或第1部位21b重叠。金属膜2b的第3部位2nb也可以一部分与金属膜2a的第2部位2ma或第1部位21a重叠。
本实施方式中，通过在第1部位21与第2部位2m之间配置有第3部位2n，而使带金属膜的膜5a与5b重叠时，以金属膜2a的第2部位2ma与金属膜2b的第2部位2mb不重叠的方式进行配置。因此，如图6所示，第2部位2ma的熔断器部8ma与第2部位2mb的熔断器部8mb不重叠。换言之，由于熔断器部8m不集中在薄膜电容器A、B的x方向的中央部，因此发热的集中得以抑制，能够抑制薄膜电容器A、B的x方向的中央部的绝缘击穿。
另外，如图3B、图4B所示，在第1部位21与第3部位2n的边界处，金属膜2的第1部位21与第3部位2n连续。另外，在第2部位2m与第3部位2n的边界处，与金属膜2的第3部位2n相邻的小区域2mi与第3部位2n连续。因此，本实施方式中，在第1部位21与第3部位2n的边界、以及第2部位2m与第3部位2n的边界的附近，槽和熔断器不是集中配置的。即，即使在第1部位21与第3部位2n的边界、以及第2部位2m与第3部位2n的边界的附近，熔断器也不集中，因此能够抑制该区域的发热的集中，抑制绝缘击穿。另外，在层叠或卷绕时，能够抑制槽集中于特定的部位所导致的褶皱的产生。
如上所述，在具有小区域2mi和熔断器部8m的第2部位2m，在绝缘缺陷部发生自恢复现象时，短路电流流动到绝缘缺陷部周围的熔断器部8m从而熔断豁部8m发热、熔断，能够使绝缘缺陷部从电路断开。这是因为熔断器部8m的宽度窄、电阻高。对于以往的薄膜电容器，在x方向的中央附近，在熔断器部8ma与8mb重叠的部分、即多个层(卷绕层)整体上存在熔断器部8m集中的部分，若在一部分层(卷绕层)熔断器部8m发热、熔断，则由于该热，其它层(卷绕层)的熔断器部8m也熔断从而容量大幅降低。
另一方面，本实施方式中，在第1部位21与第2部位2m之间配置有第3部位2n。第3部位2n不具有熔断器部8m，但具有小于第2部位2m膜厚。金属膜2通常无论什么部位都使用相同的金属材料。因此，通过调整金属膜2的膜厚，金属膜2的薄层电阻发生变化。换言之，金属膜2的膜厚小的第3部位2n可以说是薄层电阻高的部位。
因此，在第3部位2n即金属膜2的膜厚小的部位，金属膜2以小于其他部位(熔断器部8m)的热量发生蒸发、飞散。因此，在第3部位2n，即使发生自恢复，与使熔断器部8m熔断的情况相比，发热也被抑制为较小。另外，在第3部位2n，金属膜2是连续的而未被分割，因此产生的热量容易在金属膜2的面内扩散。因此，可抑制热量向其他层(卷绕层)的金属膜2的扩散，并且金属膜2的蒸发、飞散的影响不波及到其他层(卷绕层)，因此能够减少薄膜电容器A、B的容量的降低。
即，通过在第1部位21与第2部位2m之间配置电阻(薄层电阻)高的第3部位2n，能够维持薄膜电容器A、B的自恢复性并且抑制熔断器部8m的集中导致的发热集中，能够减少熔断器部8m遍及整个多个层(卷绕层)同时发生断路的可能性，能够减少自恢复时的容量降低。
这样，由于位于处于x方向的两端的第1部位21与第2部位2m之间的第3部位2n的膜厚小(具有高的薄层电阻)，因此在本实施方式中，即使在薄膜电容器A、B的第3部位2n彼此(2na与2nb)重叠的区域，也能够维持自恢复性(耐电压)。换言之，使带金属膜的膜5a与5b重叠时，通过在不存在熔断器部8m的部位(宽度方向(x方向)的中央附近)配置膜厚小的第3部位2n，在金属膜2na或2nb产生绝缘缺陷时，绝缘缺陷部的金属膜2na、2nb变得容易蒸发、飞散，能够表现自恢复性。
需要说明的是，即使在第2部位2m未被槽7m分离为多个小区域2mi、即第2部位2m为连续的金属的膜的情况下，通过将具有高的电阻的第3部位2n夹持在第1部位21与第2部位2m之间，在薄膜电容器A、B的x方向的中央附近产生绝缘缺陷时，绝缘缺陷部的金属膜2na、2nb变得容易蒸发、飞散。另外，由于第3部位2n的膜厚小，因此第3部位2n在带金属膜的膜5a与5b之间形成间隙。因此，蒸发、飞散了的金属成分容易通过间隙而漏到外部，成为具有良好的自恢复功能的薄膜电容器A、B。
如图3B所示，将电介质膜1的x方向的长度设为W0、将第1部位的x方向的长度设为W1、将第2部位的x方向的长度设为W2、将第3部位的x方向的长度设为W3。W1和W3的和(W1+W3)大于W2为宜。通过使(W1+W3)大于W2，即使将带金属膜的膜5a与5b重叠，也不会形成第2部位2m彼此(2ma与2mb)重叠的区域，熔断器部8m不会集中。
W2大于W1为宜。通过使W2大于W1，能够制成自恢复性更优异的薄膜电容器A、B。
关于W3的长度、W3相对于W0的比(W3/W0)设为0.2～0.5即可。通过将W3/W0设为0.2以上，能够以在x方向的中央附近第2部位2m的熔断器部8m不重叠的方式进行配置，可以得到充分的抑制发热的效果。另外，通过将W3/W0设为0.5以下，即使在第3部位2n发生自恢复，也能够抑制薄膜电容器A、B的容量降低。
另外，如图3B、图6所示，金属膜2(2a、2b)可以在与外部电极4(4a、4b)的连接部的附近(2f)具有厚边缘(heavy edge)结构。以下，有时电将金属膜2的与外部电极4的连接部的附近2f称为厚边缘部2f。厚边缘结构是指，相对于金属膜2a、2b彼此重叠的有效区域，与外部电极4的连接部的附近2f的金属膜2的电阻降低的结构。
对于金属膜2的膜厚，在第1部位21及第2部位2m处，设为例如20nm以下，特别是设为5～15nm的范围为宜。通过将金属膜2的第1部位21及第2部位2m设为这样的膜厚，面积电阻(薄层电阻)成为18～50Ω/□，能够发挥自恢复性。另外，与外部电极4的连接部附近2f的金属膜2的膜厚设为第1部位21及第2部位2m的2～4倍、即10～80nm的范围为宜。需要说明的是，第1部位21的膜厚可以大于第2部位2m的膜厚。通过使与外部电极4连接的第1部位21的膜厚大于第2部位2m的膜厚，能够减小薄膜电容器A、B的等效串联电阻(ESR)。
而且，金属膜2的第3部位2n的膜厚设为第1部位21及第2部位2m的膜厚的例如0.2～0.6倍即可。通过设为这样的膜厚，能够使薄层电阻相较于第2部位2m更高，即使在第3部位2n产生绝缘缺陷，也能通过小的热量表现充分的自恢复性。金属膜2的膜厚例如用扫描电子显微镜(SEM)等对进行了离子铣削加工的带金属膜的膜5的截面进行确认即可。
作为电介质膜1中使用的绝缘性的树脂的材料，可列举出例如聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯硫醚(PPS)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚芳酯(PAR)、聚苯醚(PPE)、聚醚酰亚胺(PEI)、及环烯烃聚合物(COP)等。特别地，聚芳酯(PAR)具有高的绝缘击穿电压。
这样的薄膜电容器A、B例如如下地进行制作即可。首先，准备电介质膜1。电介质膜1例如通过如下来获得：将使绝缘性的树脂溶解于溶剂而成的树脂溶液例如在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的基材的表面成形为片状，并进行干燥从而使溶剂挥发。作为成形方法，从刮刀法、模涂法及刮刀涂布法等公知的成膜方法中进行适宜选择即可。作为成形中使用的溶剂，例如可以使用甲醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、乙二醇单丙醚、甲乙酮、甲基异丁基酮、二甲苯、丙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚乙酸酯、二甲基乙酰胺、环己烷、或包含选自它们的2种以上的混合物的有机溶剂。另外，也可以对通过熔融挤出法制作的树脂的膜进行拉伸加工。
电介质膜1的厚度可以设为例如5μm以下，特别是使用0.5～4μm的厚度的电介质膜1为宜。
电介质膜1可以仅由上述绝缘性树脂构成，但也可以包含其他材料。作为除电介质膜1中所含的树脂以外的构成要素，例如可列举出上述有机溶剂及无机填料。无机填料例如可以使用氧化铝、氧化钛、二氧化硅等无机氧化物、氮化硅等无机氮化物、玻璃等。特别是，使用具有钙钛矿型结构的复合氧化物等相对介电常数高的材料作为无机填料的情况下，电介质膜1整体的相对介电常数提高，能够将薄膜电容器小型化。另外，可以在提高无机填料与树脂的相容性的基础上对无机填料进行硅烷偶联处理、钛酸酯偶联处理等表面处理。
电介质膜1中使用这样的无机填料的情况下，通过制成含有不足50质量％的无机填料、50质量％以上的树脂的复合膜，能够维持树脂的挠性并且得到由无机填料带来的相对介电常数提高等效果。另外，无机填料的尺寸(平均粒径)优选设为4～1000nm。
在制作的电介质膜1的一面的宽度方向(x方向)的端部的一侧制作掩模。将铝(Al)等的金属成分蒸镀在电介质膜1的一个面的未制作掩模的部分从而形成金属膜2，由此可得到具有绝缘空白部6的带金属膜的膜5。
形成具有第1部位21、第2部位2m及第3部位2n的金属膜2的情况下，例如在电介质膜1上形成金属膜2时，按照如下所述的步骤形成即可。对电介质膜1的一面的形成金属膜2的第3部位2n的区域，涂布油而制作掩模(油掩模)。用电阻加热方式的真空蒸镀装置对制作了油掩模的电介质膜1进行第1次蒸镀。此时，在形成作为第1部位21、第2部位2m的蒸镀膜的同时，涂布于作为第3部位2n的部分的油掩模发生挥发。其后，进而进行第2次蒸镀，从而在油掩模挥发了的区域也形成蒸镀膜。所得带金属膜的膜5具有夹持金属膜2的膜厚小的第3部位2n的、在宽度方向(x方向)的端部的一侧(绝缘空白部6侧)作为第2部位2m的蒸镀膜、和在另一侧的第1部位21。
在形成厚边缘结构的情况下，对上述带金属膜的膜5的除形成厚边缘的部分以外的部分制作掩模，并在上述经蒸镀的金属成分(第1次及第2次的蒸镀膜)的没有掩模的部分上进一步蒸镀(第3次蒸镀)例如锌(Zn)来形成。为了形成厚边缘部2f而第3次进行蒸镀的蒸镀膜的膜厚设为上述经蒸镀的金属成分(第1次及第2次的蒸镀膜)的膜厚的1～3倍。由此，厚边缘部2f的膜厚成为其他第1部位21及第2部位2m的膜厚(通过第1次蒸镀及第2次蒸镀形成的蒸镀膜的膜厚的合计)的2～4倍。
接着，在成为金属膜2的第2部位2m的部分形成槽7m。槽7m的形成中使用可使金属的蒸镀膜飞溅的激光打标机或激光微调机。作为激光，可以使用绿激光、YAG激光及CO2激光中任意者。
对于一面具有金属膜2(2a、2b)的带金属膜的膜5(5a、5b)，2张为一组，如图1、2所示，在宽度方向(x方向)稍微偏离的状态下重叠而进行层叠或卷绕，得到主体部3。
在所得主体部3的x方向的两端面形成金属喷镀电极作为外部电极4，从而得到薄膜电容器A、B。外部电极4的形成可以使用例如金属的喷镀、溅射法、镀覆法等方法。
接着，根据需要，也可以用外装构件(未图示)覆盖形成了外部电极4的主体部3的外表面。
作为金属膜2的材料，例如可列举出铝(Al)、锌(Zn)等金属或合金等。
另外，作为金属喷镀电极的材料，选自锌、铝、铜及焊锡中的至少1种金属材料是适当的。
图8为示意性示出连结型电容器的一个实施方式的构成的立体图。在图8中，为了容易理解构成，省略了壳体以及模具用的树脂地进行了记载。本实施方式的连结型电容豁C呈多个卷绕型的薄膜电容器B通过一对母线21、23并联连接而成的构成。母线21、23由外部连接用的端子部21a、23a和分别连接至薄膜电容器B的外部电极4a、4b的引出端子部21b、23b构成。
若在连结型电容器C中应用上述薄膜电容器B，则能够得到自恢复性优异、容量降低少的连结型电容器C。需要说明的是，不仅可以应用卷绕型的薄膜电容器B，还可以应用层叠型的薄膜电容器A。
连结型电容器C可以通过在将多个薄膜电容器B(本实施方式中为4个)排列的状态下、借助接合材料将母线21、23安装至分别形成于主体部3两端的外部电极4a、4b来获得。
需要说明的是，薄膜电容器A、B及连结型电容器C也可以收纳于壳体后，向壳体内的空隙中填充树脂，制成树脂模具型(壳体模具型)的电容器。
另外，图8所示的连结型电容器C为将薄膜电容器B沿垂直于其卷绕轴的截面的长径方向排列配置而成的结构，此外，也可以采用将薄膜电容器B沿垂直于其卷绕轴的截面的短径方向堆叠而成的结构。
图9为用于说明变换器的一个实施方式的构成的示意构成图。图9中示出了从直流生成交流的变换器D的例子。如图9所示，本实施方式的变换器D呈具备开关元件(例如，IGBT(绝缘栅双极晶体管，Insulated gate Bipolar Transistor))和由二极管构成的桥电路31、以及为了电压稳定化而配置于桥电路31的输入端子间的容量部33的构成。此处，作为容量部33，应用上述的薄膜电容器A、B或连结型电容器C。
需要说明的是，该变换器D连接至用于对直流电源的电压进行升压的升压电路35。另一方面，桥电路31连接至作为驱动源的电动发电机(电动机M)。
图10为示出电动车辆的一个实施方式的示意构成图。图10中作为电动车辆E示出了混合动力汽车(HEV)的例子。
图10中的符号41为驱动用的电动机、43为引擎、45为变速器、47为变换器、49为电源(电池)、51a、51b为前轮及后轮。
该电动车辆E中，具备如下功能：作为驱动源的电动机41或引擎43、或这两者的输出经由变速器45传递到左右一对前轮51a。电源49经由变换器47连接至电动机41。
另外，在图10所示的电动车辆E中设置有进行电动车辆E整体的总体控制的车辆ECU53。向车辆ECU53输入与点火开关55、未图示的油门踏板、制动器等来自电动车辆E的驾驶者等的操作相应的驱动信号。该车辆ECU53基于该驱动信号将指示信号输出到引擎ECU57、电源49、及作为负载的变换器47。引擎ECU57响应指示信号，控制引擎43的转速，驱动电动车辆E。
若将应用本实施方式的薄膜电容器A、B或连结型电容器C作为容量部33的变换器D安装于例如如图10所示的电动车辆E，则由于薄膜电容器A、B或连结型电容器C的自恢复性优异、容量降低少，因此静电容量能够长期维持，并且能够长期减少在变换器47等产生的转换(Switching)、噪音。
需要说明的是，本实施方式的变换器D不仅可以应用于上述的混合动力汽车(HEV)中，还可以应用于电动车(EV)、燃料电池车、或电动自行车、发电机、太阳能电池等各种电力转换应用制品中。
实施例
使用聚芳酯(U-100、Unitika Ltd.制)，制作平均厚度2.5μm的电介质膜。电介质膜如下得到：将聚芳酯溶解于甲苯，使用涂布机涂布于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制的基材上，成形为片状。成形后，在130℃下进行热处理，除去甲苯，得到电介质膜。
将所得电介质膜从基材剥离，狭缝加工成130mm宽度后，在电介质膜的一个主面上形成97mm宽度的Al(铝)金属膜。Al金属膜是在金属掩模及规定位置制作油掩模，并通过真空蒸镀法来形成的。进行2次真空蒸镀。金属膜的厚度通过进行了离子铣削加工的截面的扫描电子显微镜(SEM)观察来求出。对于金属膜的薄层电阻，使用万用表，通过4端子电阻测定模式进行评价。其结果，未施加油掩模的第1部位、第2部位的膜厚为15nm、薄层电阻为50Ω/□，施加了油掩模的第3部位的膜厚为8nm、薄层电阻为100Ω/□。
使用绿·激光打标机，在作为金属膜的第2部位的区域形成网络状的图案(参照图4A)。另外，作为实施例4，制作了不具有第3部位、第1部位与第2部位直接相邻的结构。
激光照射条件设为输出4W、频率140kHz、扫描速度4m/秒。第2部位的网络状的图案制成由2mm×2mm的小区域和连接小区域间的宽度0.4mm的熔断器部构成的图案。
对130mm宽度的带金属膜的膜进一步进行狭缝加工，制成具有1.5mm的绝缘空白部(电介质膜露出的金属膜非形成部)的50mm宽度的带金属膜的膜。在实施例的带金属膜的膜中，将宽度方向作为第1方向(x方向)，配置有位于其一个端部的第1部位、与位于另一端部的绝缘空白部相邻的第2部位、以及位于第1部位与第2部位之间的第3部位。第3部位的第1方向(x方向)的长度W3以相对于带金属膜的膜(电介质膜)的宽度W0的比率(W3/W0)为0.5、0.3、0.25的方式来设定。以下，将W3/W0为0.5的情况设为实施例1，0.3的情况设为实施例2，0.25的情况设为实施例3。
实施例4的带金属膜的膜中，以位于第1方向(x方向)的一个端部的第1部位和与位于另一端部的绝缘空白部相邻的第2部位在带金属膜的膜的中央处相邻的方式配置。
需要说明的是，在实施例1～4中，各个第1部位的宽度W1和第2部位的宽度W2设定为相等。
作为卷芯，使用外径5mm、长度50mm的聚丙烯(PP)制的圆柱。使50mm宽度的一对带金属膜的膜以金属膜隔着电介质膜对置的方式重叠并卷绕于卷芯，制作卷绕体。需要说明的是，将一对带金属膜的膜设为在第1方向(x方向)相互偏离0.5mm的状态，并且在将绝缘空白部分别配置于第1方向(x方向)的不同侧的状态下进行卷绕，得到卷绕体(主体部)。卷绕数设为50次。
在卷绕体(主体部)的金属膜露出的对置的端面上喷镀锌和锡的合金，形成作为外部电极的金属喷镀电极，从而制成薄膜电容器。
使用LCR测试仪在AC1V、1kHz的条件下对制作的薄膜电容器的静电容量进行测定。对于静电容量，实施例1～4均为20μF。
如下地对薄膜电容器的发热状态及容量降低率进行评价。对于发热状态而言，将初始温度设为105℃，将由函数发生器输出的10kHz的正弦波通过双极电源增幅至100A的电流的信号施加至薄膜电容器。施加信号后约经过1小时表面温度饱和后，测定轴长方向(x方向)的中央部的温度，与初始温度(105℃)进行比较。对于容量降低率，使用绝缘电阻计，在室温下对薄膜电容器施加1200V的直流电压120秒后，使用LCR测试仪，在AC1V、1kHz的条件下测定静电容量，与初始静电容量(20μF)进行比较。将结果示于表1。
[表1]
W3/W0 温度上升 容量降低率
实施例1 0.5 8℃ 12％
实施例2 0.3 10℃ 5％
实施例3 0.25 12℃ 8％
实施例4 - 15℃ 15％
对于施加电流导致的相对于初始温度的温度上升，不具有第3部位的实施例4中为15℃，实施例1～3中为12℃以下，确认了通过具有第3部位，发热受到了抑制。认为这是因为，在实施例1～3中，通过具有第3部位，熔断器部不会重叠从而集中，发热的集中受到抑制。
对于直流电压施加后的容量降低率，不具有第3部位的实施例4中为15％，实施例1～3中为12％以下，确认了通过具有第3部位，容量降低受到了抑制。
附图标记说明
A、B·········薄膜电容器
C···········连结型电容器
D···········变换器
E···········电动车辆
1、1a、1b·····电介质膜
2、2a、2b·····金属膜
21、21a、21b·金属膜的第1部位
2m、2ma、2mb·金属膜的第2部位
2n、2na、2nb·金属膜的第3部位
3···········主体部
4、4a、4b·····外部电极
5、5a、5b·····带金属膜的膜
7m··········槽
8m··········熔断器部
21、23·······母线
31··········桥电路
33··········容量部
35··········升压电路
41··········电动机
43··········引擎
45··········变速器
47··········变换器
49··········电源
51a·········前轮
51b·········后轮
53··········车辆ECU
55··········点火开关
57··········引擎ECU

Claims (8)

1.一种薄膜电容器，其具备：具有电介质膜及金属膜的主体部；和外部电极，
该外部电极分别设置在位于所述主体部的第1方向的两端的一对主体端部，
所述金属膜具有：在任一所述主体端部与所述外部电极连接的第1部位、位于另一所述主体端部的第2部位、以及在所述第1方向位于所述第1部位与所述第2部位之间的第3部位，
所述第3部位的膜厚小于所述第2部位的膜厚。
2.根据权利要求1所述的薄膜电容器，其中，以在夹持所述电介质膜而相互对置的一对所述金属膜中，至少一个所述金属膜的所述第3部位的一部分与另一所述金属膜的所述第3部位的一部分重叠的方式配置。
3.根据权利要求1或2所述的薄膜电容器，其中，所述第2部位由以被间断设置的网络状的槽分离的方式形成的多个小区域和连接该小区域间的熔断器部构成。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的薄膜电容器，其中，将所述电介质膜在所述第1方向的长度设为W0、将所述第3部位在所述第1方向的长度设为W3时，所述W3相对于所述W0的比(W3/W0)为0.2～0.5。
5.一种连结型电容器，其具备：多个薄膜电容器；和连接该多个薄膜电容器的母线，所述薄膜电容器为权利要求1～4中任一项所述的薄膜电容器。
6.一种变换器，其具备：由开关元件构成的桥电路；和连接至该桥电路的容量部，所述容量部为权利要求1～4中任一项所述的薄膜电容器。
7.一种变换器，其具备：由开关元件构成的桥电路；和连接至该桥电路的容量部，所述容量部为权利要求5所述的连结型电容器。
8.一种电动车辆，其具备：电源；连接至该电源的变换器；连接至该变换器的电动机；以及由该电动机进行驱动的车轮，所述变换器为权利要求6或7所述的变换器。
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