【導讀】踩下電動汽車 (EV) 的踏板，即可獲得快速、平ping穩wen的de加jia速su。我wo們men對dui此ci已yi經jing感gan到dao非fei常chang滿man足zu了le
？當dang然ran不bu。新xin型xing電dian動dong汽qi車che將jiang擁yong有you更geng高gao的de性xing能neng和he更geng長chang的de續xu航hang裏li程cheng。由you於yu電dian動dong汽qi車che將jiang儲chu存cun的de電dian能neng轉zhuan化hua為wei推tui進jin力li，此ci類lei改gai進jin發fa生sheng在zai電dian氣qi層ceng麵mian，而er不bu是shi牽qian引yin電dian機ji層ceng麵mian。牽qian引yin逆ni變bian器qi技ji術shu的de新xin發fa展zhan使shi其qi成cheng為wei一yi個ge增zeng長chang領ling域yu。牽qian引yin逆ni變bian器qi可ke以yi管guan理li從cong高gao壓ya電dian池chi包bao到dao電dian機ji的de能neng量liang轉zhuan換huan並bing推tui動dong車che輛liang。大da多duo數shu電dian動dong汽qi車che的de頭tou條tiao新xin聞wen都dou集ji中zhong在zai電dian池chi係xi統tong的de創chuang新xin上shang而er往wang往wang忽hu略lve了le牽qian引yin逆ni變bian器qi。

借助於 TI juyoudaishishikongzhigongnengdeweichuliqihegelishizhajiqudongqi
，qianyinnibianqidejinbuzhengzaijinyibutuidongrenmenduidiandongqichexingnengshengjideqiwang。genggaodekaiguanpinlvkezhijieyouhuakekaoxing、性能

、重量和功率密度

，也為采用更輕、更快的電機鋪平了道路。 

新一代電動汽車駕駛起來會更加有趣。TI 混合動力汽車/電動汽車牽引逆變器係統經理 Xun Gong 說：“實際上，電力電子領域的創新正在超越機械方麵的限製，促使我們即將達到機械限值。” 

締造新的效率標準

從(cong)某(mou)些(xie)方(fang)麵(mian)來(lai)看(kan)，目(mu)前(qian)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)已(yi)經(jing)非(fei)常(chang)高(gao)效(xiao)。電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)的(de)能(neng)源(yuan)浪(lang)費(fei)僅(jin)為(wei)典(dian)型(xing)燃(ran)油(you)發(fa)動(dong)機(ji)的(de)四(si)分(fen)之(zhi)一(yi)，但(dan)仍(reng)有(you)很(hen)大(da)的(de)改(gai)進(jin)空(kong)間(jian)。引(yin)擎(qing)蓋(gai)下(xia)的(de)元(yuan)件(jian)使(shi)用(yong)和(he)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)越(yue)好(hao)，意(yi)味(wei)著(zhe)能(neng)夠(gou)可(ke)靠(kao)、wuguzhangjiashigengchangshijian。dangweikongzhiqikeyichengdangengduogongnengshi，biankejianshaodianlushulianghewaikezhongliang，congerjianxiaodiandongqichezhongzhengtidianzixitongdechicunbingjianqingqizhongliang。

TI 為用於嚴苛工業環境的高壓電機設計了工業控製器和功率集成電路 (IC)，並且能夠承受數十年的惡劣條件，這些經驗會告訴我們如何幫助客戶應對電動汽車的設計挑戰。

TI 隔離柵極驅動器應用經理 Audrey Dearien 說：“通(tong)過(guo)與(yu)工(gong)業(ye)客(ke)戶(hu)合(he)作(zuo)開(kai)發(fa)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)
，我(wo)們(men)學(xue)到(dao)了(le)很(hen)多(duo)係(xi)統(tong)級(ji)問(wen)題(ti)與(yu)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)
，我(wo)們(men)的(de)產(chan)品(pin)從(cong)一(yi)開(kai)始(shi)就(jiu)是(shi)為(wei)高(gao)壓(ya)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)的(de)，以(yi)創(chuang)新(xin)為(wei)基(ji)礎(chu)隻(zhi)為(wei)打(da)造(zao)更(geng)好(hao)的(de)牽(qian)引(yin)逆(ni)變(bian)器(qi)。”

為何碳化矽很重要

要推動電動汽車實現更高的性能
，非常重大的變化之一是牽引逆變器中使用的高壓功率開關從絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 向碳化矽 (SiC) 技術的轉變。因為 SiC 比 IGBT 更高效，可提高電池包儲存能量的利用率，所以這是一種自然的升級。此外
，SiC 比 IGBT 更小
，運行溫度更低，進一步減輕了驅動係統的重量、縮小機械尺寸並減少了能源浪費。

但轉變到 SiC 會帶來其他新的挑戰。與 IGBT 相比
，SiC 更容易因短路而損壞，因此電動汽車需要更加合適的柵極驅動技術來配合向 SiC 的遷移。

Audrey 說：“我們的柵極驅動器可以快速檢測到短路，在不到百萬分之一秒的時間內將其關閉，保護器件免受損壞。”

SiC 的(de)開(kai)關(guan)速(su)度(du)非(fei)常(chang)快(kuai)
，這(zhe)是(shi)貢(gong)獻(xian)其(qi)效(xiao)率(lv)優(you)勢(shi)的(de)一(yi)個(ge)原(yuan)因(yin)，但(dan)這(zhe)種(zhong)高(gao)開(kai)關(guan)速(su)度(du)可(ke)能(neng)產(chan)生(sheng)更(geng)高(gao)的(de)的(de)係(xi)統(tong)電(dian)噪(zao)聲(sheng)，因(yin)此(ci)會(hui)錯(cuo)誤(wu)地(di)觸(chu)發(fa)故(gu)障(zhang)或(huo)啟(qi)動(dong)電(dian)機(ji)。我(wo)們(men)的(de)柵(zha)極(ji)驅(qu)動(dong)器(qi)通(tong)過(guo)降(jiang)低(di)驅(qu)動(dong)係(xi)統(tong)噪(zao)聲(sheng)影(ying)響(xiang)的(de)安(an)全(quan)功(gong)能(neng)來(lai)降(jiang)低(di)這(zhe)種(zhong)風(feng)險(xian)。 

Audrey 說：“過去使用較慢的開關模塊，開關損耗隻能降到一定水平。但使用 SiC 後您將獲得更高的開關速度
，但同時必須對其進行有效控製。如果沒有高效並且可靠的開關
，您將無法獲得 SiC 的全部優勢。”

支持更高的電動汽車功率密度

牽qian引yin逆ni變bian器qi升sheng級ji隻zhi是shi電dian動dong汽qi車che行xing業ye發fa展zhan趨qu勢shi的de一yi部bu分fen，其qi主zhu要yao目mu標biao是shi提ti高gao大da功gong率lv電dian子zi係xi統tong的de功gong率lv密mi度du。這zhe一yi改gai進jin將jiang使shi更geng小xiao的de電dian路lu板ban輸shu出chu更geng大da能neng量liang，從cong而er減jian小xiao功gong率lv轉zhuan換huan係xi統tong、電機和牽引逆變器的尺寸並減輕其重量。

Xun 說：“功率密度提高後
，汽車會變得更輕
，因此您可以更快地實現加速，或者您可在車內獲得更多的空間。” 

集成動力係統是提高功率密度的另一種方法。隨著模擬和嵌入式處理技術的進步
，汽車製造商能夠將車載充電器、直流/zhiliuzhuanhuanqiheqianyinnibianqidengdandudexitongzuhedaodangeyukongzhiqixiadeyigejincoujixiewaikezhong。tongguojichengdonglizongcheng

，qichezhizaoshangkeyijiangshejichengbenjiangdiyibanbingqietigaoxiaolv、可靠性和功率密度。同時，這也為駕駛員創造了更好的體驗
，包括更低的購買或擁有成本、更長的車輛壽命和更好的道路行駛性能。

新一代牽引逆變器通過提供以下特性提高了電動汽車的效率和性能：

支持高壓 800V。當今的大多數電動汽車都使用 400V 電池包
，但行業正在慢慢轉向 800V 電池包。800V 的電機能以每分鍾兩倍的轉速運行，但同時可能存在更高的能量損失和浪費風險。TI 基於 Arm® 的高性能微控製器 (MCU) 和快速柵極驅動器已準備好迎接挑戰，其快速的電流環路控製可以以每百萬分之一秒調整一次電機的開關算法。 

TI Sitara™ MCU 產品線經理 Mike Pienovi 說：“隨著係統中功率級別的提高

，任何低效率造成的損失都變得更加明顯。要利用這一新潛力，您需要讓微控製器具有低延遲、高精度傳感和控製，從而支持更高的開關頻率並更大限度地提高效率。”

上(shang)路(lu)安(an)全(quan)。我(wo)們(men)專(zhuan)有(you)的(de)隔(ge)離(li)技(ji)術(shu)可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)汽(qi)車(che)及(ji)其(qi)高(gao)壓(ya)電(dian)池(chi)在(zai)道(dao)路(lu)上(shang)安(an)全(quan)運(yun)行(xing)。此(ci)外(wai)

，我(wo)們(men)用(yong)於(yu)牽(qian)引(yin)逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)電(dian)機(ji)控(kong)製(zhi)的(de)汽(qi)車(che)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)和(he)其(qi)他(ta)元(yuan)件(jian)均(jun)符(fu)合(he)功(gong)能(neng)安(an)全(quan)標(biao)準(zhun)
，可(ke)以(yi)幫(bang)助(zhu)係(xi)統(tong)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)達(da)到(dao)最(zui)高(gao) ASIL-D 的功能安全等級。

提高可靠性。我們的產品和係統設計可通過增強電容隔離、故障檢測和健康狀態監測（包括熱監測和電壓監測）
，來(lai)幫(bang)助(zhu)延(yan)長(chang)牽(qian)引(yin)逆(ni)變(bian)器(qi)和(he)其(qi)他(ta)關(guan)鍵(jian)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)元(yuan)件(jian)的(de)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)。這(zhe)些(xie)診(zhen)斷(duan)和(he)元(yuan)件(jian)檢(jian)查(zha)可(ke)為(wei)係(xi)統(tong)提(ti)供(gong)早(zao)期(qi)預(yu)警(jing)和(he)措(cuo)施(shi)選(xuan)項(xiang)，幫(bang)助(zhu)汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)降(jiang)低(di)關(guan)鍵(jian)元(yuan)件(jian)的(de)時(shi)基(ji)故(gu)障(zhang)率(lv)。

當這些功能全部實現後，新一代輕型
、超chao高gao轉zhuan速su電dian機ji可ke能neng會hui搶qiang占zhan大da部bu分fen的de頭tou條tiao新xin聞wen，但dan了le解jie情qing況kuang的de電dian動dong汽qi車che司si機ji會hui明ming白bai
，牽qian引yin逆ni變bian器qi的de進jin步bu才cai會hui使shi得de大da部bu分fen性xing能neng和he可ke靠kao性xing升sheng級ji成cheng為wei可ke能neng。

本文為新係列“TI 牽引逆變器” 的首篇文章，後續我們將繼續為大家帶來更多牽引逆變器的相關技術幹貨。

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