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    • Part 1、整个逆变器的系统拆解
    • Part 2、设计原理
    • 小结:
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技术拆解|现代Ioniq 5的逆变器拆解

09/27 15:00 作者:朱玉龙
阅读需 5 分钟
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G9出来以后,对于800V的讨论比较多,从价值量来看,主要变化的单元是SiC模块、400/800V 升压电路,还有薄膜电容的设计(耐压变化之后的绝缘处理)。我想通过日韩两国技术Geek的拆解来给大家做一个展示。

在下图这个全碳化硅逆变器,主要的部件围绕HybridPACK™ 驱动模块(FS03MR12A6MA1B / Infineon),并且在400V DC输入充电的情况下,逆变器使用电机的电感作为升压斩波器进行升压。

 

▲图1.Ioniq 5的逆变器概览

 

备注:我在想后续是不是也做一些拆解和解析的视频,这个需要实物,需要和朋友们一起想想办法。

 

Part 1、整个逆变器的系统拆解

 

这个逆变器的设计,基本和大家知道的差不多。唯一有些变化的主要是800V的系统。下图2是主要的部件概览:控制板在背面,主要包括薄膜电容、SiC模块,驱动板、放电板、母线排、高压接触器电流传感器总成和连接端子

 

▲图2.主要的器件概览

 

下面是控制板,基本这个逆变器的设计和我们看到的IGBT的400V逆变器总的电气构架是非常相似的。逆变器的控制部分是独立在外的,我觉得也有可能是考虑EMC干扰的问题,SiC驱动部分和SiC模块也是尽可能靠近,控制板和SiC驱动板用一根排线来进行连接。这个逆变器设计中采用传统的分离的办法在逆变器本身的电气和电子设计中,这个逆变器设计是采用经典的设计思路,主要的创新还是在400V升压这个点上。

▲图3.逆变器的控制板

 

下面这个图,是电流传感器总成和高压接触器的部分,这里的绝缘都用了绝缘纸。

 

▲图4.电流传感器总成和高压接触器

 

围绕这个模块,有很多展开的点,我们这里暂不展开,等有时间了我们重点来说一下下英飞凌的SiC在这个逆变器中的设计。目前不同的拆解机构对SiC模块的分析深度不一样,我觉得这里面还是大有文章可做的。

 

▲图5.逆变器的SiC模块

Part 2、设计原理

 

从原理来看,Ioniq 5 是通过电机逆变器和电机结合组合成升压系统进行升压 这里主要包括一个高压接触器,电机抽出来的连接端子配合输入端的电容,这几个部件所构成的这个系统方案和比亚迪的设计比较相似。

 

▲图6.Ioniq 5 逆变器的设计原理

 

我们注意到,这里面其实除了Y电容之外,有400V母线的薄膜电容(用来做升压)和800V薄膜电容,用来做滤波。

 

▲图7.主要的连接分区示意图

 

这个薄膜电容,起到的作用不仅仅是电容,通过扫描可以发现,这其实是一个电容和母线排的复合产品。把400V、800V,SiC模块的6路输入的PN两个端子都放在里面了。

 

▲图8.薄膜电容的设计

这是我做的初步总结,这个后驱系统的SiC逆变器设计上还是很有想法的。

 

▲图9.整个设计的特点

小结:

也没太多说的,可能对着视频去解析这些部件更带劲吧(这也是为什么最近在尝试视频化)。目前大部分企业在设计400V到800V的升压电路,参考这种设计的可能性比较大。实际大批量用下来效果还是很不错的。

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