【導讀】踩下電動汽車 (EV) 的踏板，即可獲得快速、pingwendejiasu。womenduiciyijinggandaofeichangmanzule
？dangranbu。xinxingdiandongqichejiangyongyougenggaodexingnenghegengchangdexuhanglicheng。youyudiandongqichejiangchucundediannengzhuanhuaweituijinli，cileigaijinfashengzaidianqicengmian，erbushiqianyindianjicengmian。qianyinnibianqijishudexinfazhanshiqichengweiyigezengchanglingyu。qianyinnibianqikeyiguanliconggaoyadianchibaodaodianjidenengliangzhuanhuanbingtuidongcheliang。daduoshudiandongqichedetoutiaoxinwendoujizhongzaidianchixitongdechuangxinshangerwangwanghulveleqianyinnibianqi。

借助於 TI 具ju有you帶dai實shi時shi控kong製zhi功gong能neng的de微wei處chu理li器qi和he隔ge離li式shi柵zha極ji驅qu動dong器qi，牽qian引yin逆ni變bian器qi的de進jin步bu正zheng在zai進jin一yi步bu推tui動dong人ren們men對dui電dian動dong汽qi車che性xing能neng升sheng級ji的de期qi望wang。更geng高gao的de開kai關guan頻pin率lv可ke直zhi接jie優you化hua可ke靠kao性xing、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
、無(wu)故(gu)障(zhang)駕(jia)駛(shi)更(geng)長(chang)時(shi)間(jian)。當(dang)微(wei)控(kong)製(zhi)器(qi)可(ke)以(yi)承(cheng)擔(dan)更(geng)多(duo)功(gong)能(neng)時(shi)，便(bian)可(ke)減(jian)少(shao)電(dian)路(lu)數(shu)量(liang)和(he)外(wai)殼(ke)重(zhong)量(liang)，從(cong)而(er)減(jian)小(xiao)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)中(zhong)整(zheng)體(ti)電(dian)子(zi)係(xi)統(tong)的(de)尺(chi)寸(cun)並(bing)減(jian)輕(qing)其(qi)重(zhong)量(liang)。

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 dekaiguansudufeichangkuai，zheshigongxianqixiaolvyoushideyigeyuanyin
，danzhezhonggaokaiguansudukenengchanshenggenggaodedexitongdianzaosheng，yincihuicuowudichufaguzhanghuoqidongdianji。womendezhajiqudongqitongguojiangdiqudongxitongzaoshengyingxiangdeanquangongnenglaijiangdizhezhongfengxian。 

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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