芯耀
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Taycan 動(dòng)力總成的組裝
周末我想聊一下 E-tron 和 Taycan 的逆變器設(shè)計(jì)，在這里和我們認(rèn)知差異的地方有幾個(gè)點(diǎn)：
1）E-tron 和 Taycan 采用的相似的逆變器設(shè)計(jì)，這個(gè)出自日立的設(shè)計(jì)，前后橋和兩臺(tái)車（400V 和 800V）里面都有很大的相似性。
2）400V 和 800V 的主要差異，主要是對(duì)于 IGBT 功率模塊的修改（IGBT 芯片的耐壓從 700V 擴(kuò)大至 1,200V 以外），其他平滑電容器、電機(jī)控制器主板、電流傳感器等主要零部件作為標(biāo)準(zhǔn)零部件開發(fā) 這個(gè)事情還是挺意外的，我想從逆變器的開始來(lái)講這個(gè)事情。
備注：主要的信息來(lái)源是日本汽車工程師學(xué)會(huì)上“車載逆變器的高電壓及大功率密度技術(shù)”，的講演，Marklines 上有關(guān)于這些內(nèi)容的專題內(nèi)容。
圖 1 日立給奧迪開發(fā)的逆變器
01、E-tron 和 Taycan 的逆變器相似的地方
我們先列一下相似的地方：
1） 這兩個(gè)逆變器都是由日立幫助奧迪和保時(shí)捷的工程師進(jìn)行開發(fā)的
2） 都采用兼容的方式來(lái)做的，如下所示，Etron 是通過(guò)集成安裝的布置，Taycan 是通過(guò)橋接器進(jìn)行安裝，這樣同樣的部件進(jìn)行組合就可以得到不同的驅(qū)動(dòng)橋
圖 2 E-tron 和 Taycan 的前后橋逆變器
02、E-tron 和 Taycan 的逆變器有差異的地方
1） 參數(shù)和使用
E-tron 的逆變器的電壓覆蓋范圍為 150V-460V，10 秒持續(xù)的最大電流為 530A，持續(xù)電流最大為 260A，功率密度為 30kVA/L，內(nèi)部采用了三個(gè) IGBT 模塊（power modules）。
Taycan 的逆變器的電壓覆蓋范圍為 450V-850V，分兩種不同的類型 逆變器 300 具有 3 個(gè)新型 IGBT 功率模塊，最大相電流 2 秒額定為 335A，持續(xù)工作電流為 190A，功率密度為 62.3kVA/L。 逆變器 600 在功率單元上采用并聯(lián) 2 個(gè) IGBT 功率模塊的方式來(lái)解決（一共搭了 6 個(gè)），最大相電流 2 秒額定為 670A，持續(xù)工作電流為 380A，均是前者的 2 倍，輸出功率密度為 94.3kVA/L。
圖 3 逆變器的參數(shù)
如下圖所示，三種逆變器的重量分別為 8kg、7.4kg 和 10.5kg。
圖 4 Taycan 的兩個(gè)不同的型號(hào)
從原理圖里面，在濾波設(shè)計(jì)，被動(dòng)放電電阻方面還有差異，E-tron 只有一個(gè)主動(dòng)放電的回路，Taycan 還加入了一個(gè)被動(dòng)放電。從放大電流的角度，Taycan 可以做一個(gè)并聯(lián)的考慮。
圖 5 逆變器原理圖
在整體內(nèi)部的布置方面，由于在相似的體積下，Taycan 需要提供 6 個(gè) IGBT 的空間，所以兩者在 IGBT 驅(qū)動(dòng)板和控制板，IGBT 的布置方向（E-tron 是躺著、Taycan 是立著），Busbar 設(shè)計(jì)都有很大的區(qū)別。Taycan 在功率模塊開口處的 AC/DC 端子、信號(hào)端子以及直流端子，采用了 2 個(gè)正極、2 個(gè)負(fù)極交互配置的結(jié)構(gòu)，通過(guò)抵消由于反向瞬態(tài)電流引起的磁通，以降低寄生電感。
圖 6 兩個(gè)逆變器的布置差異
小結(jié)：保時(shí)捷確實(shí)用了 SiC 器件，但是部件主要用于充電部分，有詳細(xì)信息我們后續(xù)也可以仔細(xì)關(guān)注下，我個(gè)人感覺(jué) Taycan 很多地方是在開發(fā)中有的技術(shù)為了量產(chǎn)做了妥協(xié)，是性能優(yōu)先為目標(biāo)。
