逆變器技術(shù)對新能源汽車市場增長的重要性

-電動汽車逆變器技術(shù)-

在電動汽車的電驅(qū)動系統(tǒng)中，逆變器起著至關(guān)重要的作用 。它接收來自電池的直流電壓作為輸 入，然后將其反轉(zhuǎn)為交流輸出，從而驅(qū)動牽引電機為車輛提供動力 。

此外，車載充電系統(tǒng)作為 整流器，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，對充電時間產(chǎn)生重要影響 。這種車載充電系統(tǒng)通常與 1 級或 2 級充電器相連，這種充電器被插入車輛以提供這種交流到直流的充電服務(wù) 。

在某些情況下，板載充電器和逆變器被組合成一個系統(tǒng) ，以利用高壓架構(gòu)的效率優(yōu)勢。這種架 構(gòu)中，充電系統(tǒng)的熱管理允許更大的功率輸出，從而加快充電速度 。

該行業(yè)減少充電時間的關(guān)鍵領(lǐng)域包括：

1.將車輛電池電壓水平從 400 V 提高到800 V 或更高 。這種提升允許電流降低 ，以達到相同 的發(fā)電水平，同時降低能量損失 。

2.推出 3 級直流充電器 。由于 AC-DC 整流在車輛外部進行， 因此在充電過程中可以向電池輸 送更多的電力 。

DeLand 表示：“我們在吉凱恩汽車的使命是推動一個更可持續(xù)的世界，效率的提高被視為我 們成功的關(guān)鍵 。我們希望通過創(chuàng)新在空間中進行改進，使這些效率提高能夠改善最終客戶的覆 蓋范圍，并減少電網(wǎng)的電力消耗 ?！?/p>

另一個重點是利用公司在全輪驅(qū)動 (AWD) 方面的豐富經(jīng)驗 ，為客戶區(qū)分電力驅(qū)動系統(tǒng)。內(nèi)燃機車輛 AWD 系統(tǒng)的橫向動力學產(chǎn)品可以直接應(yīng)用于電動汽車 ，以提高車輛的穩(wěn)定性 、牽引力和敏捷性 。這種應(yīng)用可以進一步增強電動汽車的性能和駕駛體驗 。

-集成方面-

在許多早期電動汽車中，逆變器與牽引電機作為兩個獨立的部分存在 ，兩者之間的交流電力輸 送依賴于沉重的電纜線束 。然而，通過將逆變器集成到電驅(qū)動單元（EDU）中，電纜線束被替換為母線，母線在逆變器輸出和牽引電機輸入之間建立了內(nèi)部連接 。

這種集成顯著地降低了系統(tǒng)的重量，并減少了逆變器和牽引電機之間的電阻，從而提高了效率并減少了熱損失 。

此外，由于逆變器可以被設(shè)計成適合牽引電機和變速箱的自然輪廓，整個單 元變得更加緊湊 。最后逆變器和牽引電機之間的冷卻系統(tǒng)可以更容易地共享，從而消除了另一種可能的冗余 。逆變器技術(shù)的兼容性和集成等關(guān)鍵因素顯得尤為重要 。

模塊化使汽車制造商能夠靈活地選擇他們想要使用的 eDrive 組件， 同時保持這些特定功能的一致性 。

綜上所述，集成逆變器到電驅(qū)動單元中在電動汽車設(shè)計中具有顯著的優(yōu)勢，不僅可以提高效率 、降低熱損失 、使單元更加緊湊，還可以提高產(chǎn)品的兼容性和靈活性 ，為汽車制造商提供了更多的選擇 。

-寬帶隙半導體的使用-

與硅 IGBT 相比，碳化硅具有更高的開關(guān)頻率能力，因此可以采用更高速的電機 。這反過來導 致牽引電機尺寸更小，并整體上減小了電驅(qū)動系統(tǒng)的尺寸 。隨著電機轉(zhuǎn)速的提高，齒輪箱中的 齒輪減速比可以提高 ，以便將更高的速度轉(zhuǎn)化為必要的扭矩 。

這樣， 電機需要產(chǎn)生的扭矩更少，從而可以縮小其尺寸 。然而，這種拓撲結(jié)構(gòu)的代價是齒輪箱會更大，并且面臨更大的噪聲 、振動和聲振粗糙度挑戰(zhàn) 。

此外，小型電機的另一個優(yōu)點是運行所需的電流更少，從而使逆變器內(nèi)的功率級更具成本效益 。然而需要注意的是，在這種拓撲結(jié)構(gòu)中，較高的開關(guān)頻率會在逆變器中產(chǎn)生更多的功率損耗 。

不過，這可以被較小電機的整體電流降低所抵消 。在相同控制頻率下，SiC MOSFET 與 傳統(tǒng)硅 IGBT 相比，由于 SiC 的開關(guān)壓擺率更快，因此效率更高，從而降低了開關(guān)損耗的負面影響 。