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技(jì)術(shù)科(kē)普 | 汽車(chē)電(di☆‍​àn)機(jī)控制(zhì)器(qì)詳解(二)

發布日(rì)期:2024-08-02
#06  電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)PCB闆元器(qì)件(jiàn)構成


      逆變器(qì)PCB™₩σ在與關鍵部件(jiàn)的(de)緊密協作(zu★↕ò)下(xià),能(néng)夠發揮出卓越的(de)"₽性能(néng)。它們之間(jiān)的(de)和(hé)§™諧配合,就(jiù)如(rú)同精心編排的(de)交響樂(yuè),每一(yī)個(‍‍gè)部分(fēn)都(dōu)至關重要(yào),共同創造出美(m♥πěi)妙的(de)旋律。

      将逆變器(qì)PCB及其組件™<☆ (jiàn)比作(zuò)一(yī)個(gè)永不(bù)停歇的(de)都(dōu)市(shì),₽→↔這(zhè)個(gè)比喻再恰當不(bù)過。在這(zhè)座城(chéng)¶€市(shì)中,每一(yī)條街(jiē)道(dào)、每一(yī)座建築、每一(yī)個(gè♠"≠)交通(tōng)信号,都(dōu)代表著(zhe)PCB上(shàn♥"​ g)的(de)不(bù)同功能(néng)區(qū),它們夜以繼日(r→☆€ì)地(dì)運轉,确保整個(gè)系統的(deλ∞∞)穩定和(hé)高(gāo)效。


      在探索逆變器(qì)PCB的(de)'"奧秘時(shí),以下(xià)幾個(g↕≠÷↔è)主要(yào)部件(jiàn)是(shì)值得(de)你(nǐ)特别關注和(hé)深入了(€✔ ☆le)解的(de):

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      電(diàn)阻器(qì)&ε'εnbsp;Resistors

      - 電(diàn)阻器(qì)負責在電(diàn)流通(tōn≈‍≥'g)過印刷電(diàn)路(lù)闆時(shí),通(tε•♥ōng)過抵抗電(diàn)流流動來(lái)散發熱(rè)量。

      - 電(diàn)阻器(qì)有(yǒu)不(bù)≈®‍同的(de)尺寸和(hé)類型,這(zhè)些(xiē)尺寸和(hé)類型≥∏≤‌基于不(bù)同的(de)材料和(hé)電  (diàn)阻值。


      電(diàn)容器(qì)Capacitors&nbsα✘∑£p;

      - 電(₩♠₩diàn)容器(qì)負責儲存電(diàn)能(néng),并•§在電(diàn)路(lù)需要(yào)更多(duō)電(diàn)能(néng)時(shí♣★<)釋放(fàng)它。

      - 它在導電(diàn♦ ™)層之間(jiān)通(tōng)過介電׶€(diàn)或絕緣屏障收集相(xiàng)反的(de)電(diàn)荷。

     ♦÷©" - 你(nǐ)可(kě)以通(tōng)過觀察介電(diàn)或導體(tǐ)材料來(lái)對(dβ✔uì)電(diàn)容器(qì)進行(xíng)分(fēn)類,這(zhè)¶‍¥會(huì)導緻不(bù)同類型的(de)電(d∑ iàn)容變化(huà)。


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      電(diàn‌ ✘)感器(qì) Inductors

      - 這(δ♠ zhè)是(shì)一(yī)個(gè)線性被動組件(jiàn),當電(di£↓•àn)流通(tōng)過它們時(shí),它們以磁場(chǎng)的(de)形式≈¥♦ε儲存能(néng)量。

      - 最簡單的(de)電(dià←>Ω↕n)感器(qì)類型是(shì)線圈,随著(zhe)線圈數(∏'shù)量的(de)增加,其磁場(chǎng)也(yě)會(huì) α​ 增強。


      電(diàn)位器(≈ε↑qì) Potentiometλ→¶÷ers

     ¥≠↓↕ - 這(zhè)是(shì)一(yī)種可(kě)變電(d¥₹iàn)阻器(qì),有(yǒu)線性和(hé)旋轉兩種可(kě)變類型。


      變壓器(qì)&nbs↓∞®p;Transformer

      - 變壓器(qì)有(yǒu)助于将電(diàn)力從(cóng)PCB→π♥的(de)一(yī)個(gè)電(diàn)路(lù)轉移到(dào)另一&♥(yī)個(gè)電(diàn)路(lù)。

      - 它将電(diàn)流從(cóng)PC ≥B的(de)一(yī)個(gè)電(diàn)路(lù)轉移到(dào)另一(yī)個(gè≤•™‍)電(diàn)路(lù),并在轉移過程中降低(dī)或增加電(diàn)★★壓。


      二極管 Diodes

      - 二極管允許電(diàn)流在®♦特定方向上(shàng)通(tōng)過它們一(yī)次。電(dià• ↕"n)流将從(cóng)二極管的(de)陰極流向陽極,單向流動。


      晶體(tǐ)ε ↑α管 Transistors

      - 晶體(tǐ)管是(§​shì)電(diàn)子(zǐ)開(kāi)關和(hé)放(fàng)™£♥€大(dà)器(qì)的(de)一(yī)種類型,有(yǒu)雙極晶體(tǐ)管等不(bù)≈α÷同類型。你(nǐ)可(kě)以根據逆變器(qì)PCB的(de)應用(yòng)将晶體(tǐ)管分¶★♦₹(fēn)為(wèi)不(bù)同的(de)類<φ别。


      集成電(d​¥iàn)路(lù) Integra$₽± ted Circuits

      - 這(zhè)₹Ω©些(xiē)是(shì)在半導體(tǐ)材料和(hé)晶片上(shàng)縮小(x₹ ∞<iǎo)的(de)電(diàn)路(lù)和(hé)組件(jiàn)。

      - 集成電(diàn)路(lù)通(tōng)常>γβ®作(zuò)為(wèi)控制(zhì)逆變器(qì)PCB幾™₽乎所有(yǒu)應用(yòng)的(de)主要(yào)“大(dà)腦(nǎo)✔®↑”。


      晶體(tǐ)振蕩器(qì) Crysta'​l Oscillators

      -∏≤™ 晶體(tǐ)振蕩器(qì)在需要(yào)穩定和(hé ↓→)精确元件(jiàn)的(de)不(bù)同電(diàn÷€)路(lù)中充當主時(shí)鐘(zhōng)。

    &nbs←$p; - 它們通(tōng)過使壓電(diàα♥n)材料産生(shēng)振蕩來(lái)産生(shēng)周期性的(de)電(diàn)子♦♦©∏(zǐ)信号。


      繼δ∑ε電(diàn)器(qì)和(hé)開(kāi)關&nbs ∏σp;Relays and Switches

      - 開(kāi)關是(shì)一(yī)λ₽$種電(diàn)源按鈕,你(nǐ)将用(yòng)它來(lái™ ↔≥)控制(zhì)電(diàn)流或功率通(tōng)過逆變器(qì)的(de)流動。 ♦×

      - 繼電(diàn)器(qì)是(s§‌$hì)一(yī)種電(diàn)磁開(kāi)關,你(nǐ)将使用(yòng)≤π螺線管來(lái)操作(zuò),當電(diàn)流流過時(shí∞ ∑♦),螺線管會(huì)暫時(shí)變成™× 磁性。


      傳感器(qì) ∏ ♥;Sensors

      - 傳感器(qì)有(yǒu)助于檢測環境α∑∏條件(jiàn)的(de)變化(huà),然後響應環境變化γ∏×≤(huà)産生(shēng)變化(huà)。它有(yǒu)助于将不(bù)同物$​(wù)理(lǐ)現(xiàn)象中的(de)能(néng)量轉換為(wèi≈ ★↔)電(diàn)子(zǐ)能(néng)量。


      将這(zhè)些(xiē)元"∞器(qì)件(jiàn)按照(zhào)有(yǒu) '∞源和(hé)無源組件(jiàn)進行(xíng$¥♣)分(fēn)類:


類别

組件(jiàn)類型

描述

功能(néng)

特點

有(yǒu)源組件(jiàn)

晶體(tǐ)管

用(yòng)于放(fàng)大(dà)、開(kāi)關或信号調制(zhì)的(de)半導體(t$☆★ǐ)器(qì)件(jiàn)

控制(zhì)電(diàn)流或電(diàn)壓,放(fàng)大(dà)信号

需要(yào)外(wài)部電(diàn)源"↕§>,可(kě)執行(xíng)複雜(zá)功能(néng)

有(yǒu)源組件(jiàn)

集成電(diàn)路(lù)

包含多(duō)個(gè)晶體(tǐ)管和(h≈≈é)電(diàn)路(lù)元件(jiàn)的(de)半導體(tǐ)器(qì)件(jiàn)‌σ♣

執行(xíng)特定的(de)功能(néng)

集成度高(gāo),功能(néng)專一(yī)

有(yǒu)源組件(jiàn)

放(fàng)大(dà)器(qì)

增加信号的(de)幅度

信号處理(lǐ)

有(yǒu)增益調節能(néng)力

有(yǒu)源組件(jiàn)

二極管

允許電(diàn)流單向流動

整流、穩壓

具有(yǒu)單向導電(diàn)性

有(yǒu)源組件(jiàn)

邏輯門(mén)

實現(xiàn)數(shù)字邏輯功能(néng)

邏輯運算(suàn)

處理(lǐ)數(shù)字信号,實現(xiàn)基本邏輯功能(né‌↑ng)

無源組件(jiàn)

電(diàn)容器(qì)

儲存和(hé)釋放(fàng)電(diàn)能(néng)

過濾電(diàn)流,儲能(néng)

不(bù)需要(yào)外(wài)部電(di€☆àn)源,簡單穩定

無源組件(jiàn)

電(diàn)感器(qì)

儲存磁能(néng)

過濾和(hé)調節電(diàn)流

對(duì)電(diàn)流變化(huà)有(yǒu)感應作(zuò)用(yα✘♣òng)

無源組件(jiàn)

電(diàn)阻器(qì)

限制(zhì)電(diàn)流的(de)流動

消耗電(diàn)能(néng),分(fēnλσφ©)壓

簡單,成本低(dī)

無源組件(jiàn)

變壓器(qì)

改變交流電(diàn)壓的(de)大(dà)小(x₹λ→☆iǎo)

電(diàn)壓轉換

在交流電(diàn)路(lù)中使用(yòng)

無源組件(jiàn)

電(diàn)位器(qì)

用(yòng)作(zuò)可(kě)變電(diàn)阻

調整電(diàn)壓或電(diàn)流

可(kě)調節,用(yòng)于信号調制(zhì)


      在電(diàn)子>↕∑•(zǐ)電(diàn)路(lù)和(hé)功率轉換器(qì)中,有(yǒu)源€σ→±組件(jiàn)和(hé)無源組件(jiàn)是(shì)構成電(d$ iàn)路(lù)的(de)兩大(dà)基本元素,它們各自(zì)具有(yǒu)獨特的(​•de)特性和(hé)功能(néng):

      有(yǒu∑')源組件(jiàn)(Active Components):

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      有¥∑φ(yǒu)源組件(jiàn)是(shì)指那(nà)些(x<≠♥iē)在操作(zuò)中需要(yào)外(✔®£wài)部電(diàn)源或能(néng)量源的(de)組件(j∑¶ iàn)。它們能(néng)夠控制(zhì)電(diàn)流或電(♠​≤diàn)壓,甚至放(fàng)大(dà ≠™)信号。有(yǒu)源組件(jiàn)通(tōng)常包含半導體(tǐ)材料,→∏©并且可(kě)以在電(diàn)路(lù)中執行(xíε♥$ng)複雜(zá)的(de)功能(néng)。


      無源組件(jiàn)(P€•₩£assive Components):

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      無源組件(jiàn)不(bù)需要(yào)外λ↓₩✘(wài)部電(diàn)源來(lái)執行(xíng)其功能(néng×'>)。它們主要(yào)用(yòng)于在電(diàn)路(lù)中儲存能(néng)量、£∞£¥調節電(diàn)流或電(diàn)壓,以及過濾信号。無源組件(jiàn)‍&©♥僅利用(yòng)通(tōng)過它們的(de)電(diàn)流或電(diànΩ€♦)壓來(lái)工(gōng)作(zuò)。


      需要(yào)說(shuō)明(m™↓íng)的(de)是(shì):

  1. 有(yǒu)源組件(jiàn)通(tōng)常更加複€♥'雜(zá),成本也(yě)更高(gāo),但(dàn)它們能(néng)夠在電(d→σiàn)路(lù)中執行(xíng)動态的(de)、主動的(d¶≤≈✘e)功能(néng)。


  2. 無源組件(jiàn)相(xiàng)對(duì)簡單,成本較低(dī),它們在電(dià∏'¶n)路(lù)設計(jì)中用(yòng)于支持有(yǒu)源組件(jiàn),确保§'∞∞電(diàn)路(lù)的(de)穩定性和(hé)性能(néng)。 φ♥☆¶


  3. 在設計(jì)電(diàn)路(lù)時(shí),有(yǒu)源和(hé)無源組件(j<£≤'iàn)的(de)選型和(hé)配置需要(yào)根據​←♠電(diàn)路(lù)的(de)具體(tǐ)要(yào)求和(φ©$hé)預期性能(néng)來(lái)決定。


  4. 有(yǒu)源組件(jiàn)和(hé)無源組件(jiàn)∑ ↑的(de)協同工(gōng)作(zuò)是(shì)實現(xiàn)電(diàn)★≤路(lù)功能(néng)的(de)基礎,無論是(★♥₩shì)在簡單的(de)電(diàn)子(zǐ)設備還(hái)是(shì)在複雜(z"≈♠±á)的(de)電(diàn)力轉換系統中。


  5. 在功率轉換器(qì)的(de)設計φε÷(jì)中,有(yǒu)源組件(jiàn)負責控制(zhì↑ )和(hé)轉換功率,而無源組件(jiàn)則負責維持電(diàn)路(lù)的(₩ ÷de)穩定性和(hé)提高(gāo)效率。兩者的(de)結合使​£ 得(de)複雜(zá)的(de)電(diàn)力管理(lǐ)成為(wèi)可(kě)能(n&★δéng),這(zhè)對(duì)于現(xiàn)代電(diàn)子 §(zǐ)設備和(hé)工(gōng)業(yè)應用(yòng)至關€¶重要(yào)。


      逆變器(qì)PCB的(de)主要(yào)>β₽功能(néng)是(shì)通(tōng)過将直流♦‍‌電(diàn)轉換為(wèi)交流電(diàn),從(cóng)而≈γ産生(shēng)不(bù)間(jiān)斷的(de)交流電(diàn)流。在交流電(diàn₩π§)源可(kě)用(yòng)的(de)情況下(xià),逆變器(qì)PCB工(•'∏gōng)作(zuò)情況的(de)描述。一¶®(yī)旦逆變器(qì)PCB感應到(dà♠₹o)交流電(diàn)的(de)存在,電(diàn)流将流‍>€向電(diàn)池充電(diàn)部分(fēn)。傳感器(qì)将激活一(yī)個(gè) ΩΩ•繼電(diàn)器(qì),該繼電(diàn)器(qì)會(huì)将交流主電(β♥∑diàn)源傳遞到(dào)輸出插座。 借助線>÷ ÷路(lù)電(diàn)壓的(de)幫助,交流電(diàn£÷↑™)将被逆變為(wèi)直流電(diàn)☆',負責為(wèi)電(diàn)池充電(diàn)。它有(yβ♦ǒu)傳感器(qì)可(kě)以判斷電(diàn)池何時(shí)'≥♣♠充滿電(diàn),這(zhè)會(huì)觸發逆變器(qì)PCB停止充電(diàn)&£™₹。還(hái)有(yǒu)一(yī)些(xiē)特定的(dσ$¶e)逆變器(qì)PCB帶有(yǒu)涓流充電(diàn)電(diàφ n)路(lù),這(zhè)可(kě)以保持電(diàn)池在滿充電✔ β(diàn)容量。



#07  電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)的(de)市(shì)場(♦♥®chǎng)競争格局


      2024年(nián)的(≤​↑de)電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)市(shì)場(ch♦€​πǎng)競争格局表現(xiàn)為(wèi)不(bù)斷增長(c←☆✘háng)的(de)市(shì)場(chǎng)容量和(hé)潛力。根據華經産業(yè)研究λ♣  院的(de)報(bào)告,電(diàn)機(jī)控制δ​(zhì)器(qì)作(zuò)為(wèi)新能(néng)源汽車(chē)中重要(y>δ₹€ào)的(de)零部件(jiàn),其市(shì)場(chǎng)随↔↓♣著(zhe)新能(néng)源汽車(chē)行(xíng)業(yè)的(de)增長(cháng↑γ)而迅速擴張。2022年(nián),全球電(diàn)機(jī)控制(zhì♥★λ)器(qì)市(shì)場(chǎng)規模•×達到(dào)1387.05億元人(rén)民(mín)币,預計(j ¶ì)到(dào)2028年(nián)将增長(c ​≈háng)至5558.47億元人(rén)民(mín)币,呈現Ω♣∑✔(xiàn)出顯著的(de)增長(cháng)趨勢。


      在競争方面,電(diàn)機(jī)控制(♠​zhì)器(qì)市(shì)場(chǎng)可(kě)以分(fēn)為(wèi)三大(dà)α¶ ∞類主要(yào)生(shēng)産企業(yè):整車(chē)制(zhì)造廠(chǎng)、外(wài)♥•÷資企業(yè)和(hé)國(guó)産企業(yè)。整車(chē)制(zhì)造廠(chǎng)如(rú)比亞迪和(hé)特‍™斯拉等,其電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì) ×銷量與整車(chē)銷量密切相(xiàng)關,因此具有(yǒu)穩定的(de)πφ✔銷量保障。外(wài)資企業(yè)如(rú)日(rì)本電(diàn)産、聯合電®₽Ω"(diàn)子(zǐ)和(hé)博格華納等,以其可(kě)靠性≤≤₩>、高(gāo)功率密度和(hé)強大(dà)的(de)控制(zhì)器(qì)算(suàn)法實π✘★力著稱。而國(guó)産企業(yè)如(rú)彙川技(jì)術(shù€§)、上(shàng)海(hǎi)電(diàn)驅動和(hé)←¥英博爾等,雖然在功率密度、芯片集成設計(jì)和(hé)熱(rè)管理(lγπ ≥ǐ)設計(jì)等方面與國(guó)外(wài)企業(yè)存在差距,但(dàn)正在通(t¥Ωōng)過加大(dà)研發力度來(lái)縮小(xiǎo)這(zhè)一(yī)☆®差距,特别是(shì)在第三代寬禁帶功率半導體λ©(tǐ)方面取得(de)了(le)顯著成果。

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      此外(wài),電(diàn)機(jī₹↔)控制(zhì)器(qì)行(xíng)業(yè)的(de)未λ☆→來(lái)發展趨勢包括矽基IGBT向碳化(huà)矽MOS的(de¥↕≤')叠代,以及集成化(huà)産品的(de)開(kāi)↑™發,旨在提高(gāo)功率密度和(hé)冷(lěng)卻≈β∏δ性能(néng),同時(shí)降低(dī)電(♦₩'​diàn)驅動系統的(de)成本。

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      作(β​ zuò)為(wèi)電(diàn)機(jī) ×→控制(zhì)器(qì)的(de)核心組件(jiàn),→≤♦αIGBT模塊約占總成本的(de)45%。與基于矽的(de)IGBT功率器(qì)件(jiàφ±↔πn)相(xiàng)比,SiC功率器(qì)件(jiàn)具有(yǒu)體(tǐ)積更£π☆小(xiǎo)、重量更輕、功率密度更高(gāo)、續航λ≤≥ 裡(lǐ)程更長(cháng)、控制(zhì)器(qì)損耗更§λ少(shǎo)、熱(rè)導率更好(hǎo)以及耐高(gāo)溫等優勢。因此,以德爾福和 ‌(hé)比亞迪為(wèi)代表的(de)供應商已開(kāi)始部署SiC電(diàn)機(jī£ ✘♣)控制(zhì)器(qì),預計(jì)未來(lái)♣§将取代IGBT。


      在↕÷ε€未來(lái),電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)行(xíng)業(yè)将繼•©$續追求技(jì)術(shù)創新和(hé)性能(néng)提升。矽基IGBT向γ←碳化(huà)矽MOS的(de)叠代,不(bù)僅能(Ω★>néng)夠提高(gāo)功率密度和(hé)冷(lěng)卻性能(néng),還(há§δ♥i)有(yǒu)助于降低(dī)電(diàn)驅動系統的(de)÷φ成本。這(zhè)将進一(yī)步推動新能(néng)源汽車(chē)行(xín♠↓g)業(yè)的(de)發展,提升電(diàn)動汽車(chē)的(de)性能(néng)和(hé₩α)經濟效益。

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      對(du☆↓<ì)于SiC(碳化(huà)矽)電(diàn)機(•​≠jī)控制(zhì)器(qì)而言,充分(fēn)利用(λ‌"®yòng)SiC MOSFET器(qì)件(jiàn)的(de)高(gāo)溫耐受性↕☆≈、高(gāo)效率和(hé)高(gāo)頻(pín)特性是(±∑shì)進一(yī)步提升功率密度和(hé)效率的(de)關鍵。SiC₹♦™± MOSFET逆變器(qì)被應用(yòng)于特斯Ω≠×拉Model 3,如(rú)圖b所示。 →♣


      Model 3的(de)SiC電(diàn)↓¶機(jī)控制(zhì)器(qì)由24個(gπ✘∞ è)并聯的(de)SiC MOSFET芯片組成,并安裝在銷釘式散熱(rè)器(qìλ©&‍)上(shàng),以實現(xiàn)高(gāo)電(diàn)流輸≤ 出(800Arms)。通(tōng)過激光(guān§"g)焊接工(gōng)藝,每個(gè)SiC♠π MOSFET都(dōu)連接到(dào)銅母排上(shàng),這(zhè)極大(dà)地(dì)提高(gāo)了(leγδα )連接的(de)可(kě)靠性。其他(tā)公司也(yě)為(wèi)±→車(chē)輛(liàng)應用(yòng)推出了±✘γ(le)全SiC逆變器(qì)。據豐田發現(xiàn),在負載條件(jδ≠•→iàn)下(xià),原型車(chē)的(dδ♣e)SiC功率控制(zhì)單元(PCU)的(de)損耗比圖f中的(de)IGBT PCU減少(shǎo)了(le)♣♠30%。


      電↑β♣(diàn)裝公司(Denso)采用(yλδ òng)了(le)雙面焊接和(hé)雙面冷(lěng)卻技(jì)術(shù)&γδ​,以實現(xiàn)其SiC控制(zhì)器(qì)的(d₽ €e)小(xiǎo)尺寸和(hé)高(gāo)效率,如(rú)圖a≤✘♥所示,該控制(zhì)器(qì)被用(yòng)于豐田的(de)燃料電(diàn)池車 ☆(chē)輛(liàng)中。典型的(de)全Si↕  C控制(zhì)器(qì)如(rú)圖所示。


      ≥β精進電(diàn)動(Jing-Jin Electric,簡稱±₩₽ JJE)為(wèi)大(dà)衆商用(yòng)車(chē)開(kāi)發了(le)φδSiC MOSFET控制(zhì)器(qì),其功率密度≥γ↔超過40 kW/L。2019年(nián)底,JJE為(wèi)歐盟乘用(yòng)車(ch™φē)OEM開(kāi)發了(le)發夾式繞組電(diàn)機(jī)和(hé)SiC控制(zhì)​∏器(qì)原型。2020年(nián),JJE為(wèi)TRATON集團(大(dà)衆• 商用(yòng)車(chē)部門(mén))開(kāi)發了(le)300-600kW系✘&$列的(de)SiC MOSFET逆變器(qσ↓♦♥ì),如(rú)圖e所示。


      如(rú)圖c所示的(de∞‍)SiC逆變器(qì)也(yě)于2020年(nián)7月(yuβ♠♠è)搭載在比亞迪EV-HAN上(shàng)。


      同時™•∞≠(shí),集成化(huà)産品的(de)開←£(kāi)發也(yě)是(shì)電(diàn)機(j♠↕♣γī)控制(zhì)器(qì)行(xíng)業(yè)的(de)重要(yào)趨勢。通(tōng)過φ☆<将多(duō)個(gè)功能(néng)集成到(dào)一(yī)個(gè)控制(zhì)器<¶(qì)中,可(kě)以減小(xiǎo)體(tǐ)積、減輕重量,并提高(gāo)系統♦® $的(de)效率和(hé)可(kě)靠性。這(zhè)‌ 将有(yǒu)助于降低(dī)制(zhì)造成本,提™≈ β高(gāo)生(shēng)産效率,同時(shí)為(wèi)消費(fè→Ω↕i)者提供更好(hǎo)的(de)駕駛體(tǐ)驗。 $γ↓‌


    ±×©  電(diàn)機(jī)控λ®♥₽制(zhì)器(qì)行(xíng)業(yβ↓è)的(de)未來(lái)發展趨勢将集中在技(jì)術(shù)ΩΩ☆→創新、性能(néng)提升和(hé)成本降低(dī≤←¶)上(shàng)。這(zhè)将進一(yī)步推動新能(néng)σ↔₹源汽車(chē)行(xíng)業(yè)的(de)發展,為(wèi)消費™ (fèi)者提供更高(gāo)效、更經濟、更可(kě)靠的(de)電(diàn)動汽車δλ®α(chē),如(rú)下(xià):

圖片

  1. 特斯拉Model3逆變器(qì):Model3搭載了(le)一(yī)項創新技(jì)術(shù)—全碳化(∏φ♣↑huà)矽(SiC)逆變器(qì)。這(zhè)一(yī)先進技✔π£(jì)術(shù)相(xiàng)較于傳統矽基逆變器(qì),在效<★Ω☆率、重量和(hé)熱(rè)管理(lǐ)方面均有(yǒu)顯著提升。特斯♣±拉獨有(yǒu)的(de)SiC逆變器(qì)技(jì)術(shù)不(b&✘≠Ωù)僅減少(shǎo)了(le)功率損耗,還(hái)顯著提升了(le)車(c"γhē)輛(liàng)的(de)續航能(néng)力∏✘,使其在能(néng)效方面成為(wèi)行(xíng)業(yè)領導者€≤。


  2. 保時(shí)捷Taycan逆變器(qì):作(zuò)為(wèi)首款采用(yòng)8γ↓↓00V系統的(de)量産電(diàn)動車(chē),Tayca✘✘Ω∑n在動力傳動系統上(shàng)展現(xiàn)了(le)其卓 ♦'越性能(néng)。Taycan Turbo S的(de)前軸裝配了(l÷εδ∞e)最大(dà)電(diàn)流達600安培的(de)脈沖控制(zhì)逆變器(qì),§‌相(xiàng)較于Taycan Turbo的(de)£σ300安培逆變器(qì),能(néng)夠輸出更高(gāo)的(de)功率和×≥(hé)扭矩。這(zhè)兩款脈沖控制(zhì)逆變器(q§¥ì)的(de)運行(xíng)效率均接近(jìn)9'ε8%,展現(xiàn)了(le)極高(gāo)•σ的(de)能(néng)效。


  3. 奧迪e-Tron逆變器(qì):奧迪e-Tron采用(yòng)了(le)“雙極性電(diàn)池技(jì)術(shù)”逆變÷£>器(qì),這(zhè)一(yī)創新的(d∞↕↔≈e)電(diàn)力轉換方法使得(de)逆變器(qì)能(n↑≥éng)夠高(gāo)效處理(lǐ)高(gā≥♣o)電(diàn)壓範圍,實現(xiàn)最佳功率輸出,同時(shí)最大(dà)限度地(dì)★☆ γ減少(shǎo)能(néng)量損耗。e-Tron的(de)逆變♥×←✔器(qì)不(bù)僅提升了(le)車(chē)輛(liàΩ ✘ng)的(de)續航能(néng)力,也(yě)體(tǐ)現♦£(xiàn)了(le)奧迪對(duì)推動可(kě)持續移動解決方案的(de)堅定承諾。 ₹≠φ✔


      逆變器(qì)技(jì)>♣術(shù)進步:随著(zhe)電(diàn)動汽車(chē)技(jì)術(shù)的(de)持續進步,逆變器≤&≥ (qì)系統也(yě)在不(bù)斷經曆創新。當前的(de)研發重點在于減輕逆₹α®變器(qì)重量、提升其工(gōng)作(z•ε$₩uò)效率以及改善熱(rè)管理(lǐ)性能(néng)。從(cóng)傳統&≥∏'矽半導體(tǐ)向碳化(huà)矽(SiC)半×£Ω導體(tǐ)的(de)轉變正成為(wèi)行(xíng)業(yè)發展γ₽的(de)新趨勢,得(de)益于SiC材料的(de)卓越電(diàn)學特性。÷π基于SiC的(de)逆變器(qì)能(néng)夠在更高(g£®āo)溫度下(xià)穩定運行(xíng),這(zhè)不(bù)僅優化(h♥¶↑uà)了(le)熱(rè)性能(néng),也(yě)提↔®∏"高(gāo)了(le)整個(gè)動力系統的(de)綜合效率。這(zhè)些♣®(xiē)技(jì)術(shù)的(de)突破和(hé)₹≠©✘創新,預示著(zhe)電(diàn)動汽車(chē)未來(lái)的(de)發展前景将§♣更加光(guāng)明(míng)。



#08  總   結


      電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)¶‍→₩(MCU)是(shì)電(diàn)動汽車(chē★≠ )動力傳動系統的(de)核心組件(jiàn),其設計(jì)和(hé)實現(xiànδ☆•™)涉及多(duō)個(gè)關鍵組件(jiக©♣n)和(hé)複雜(zá)的(de)控制(zhì)邏輯。


      以下(xià)σ 是(shì)電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)的(de)關鍵組件(jiàn♠✔)和(hé)功能(néng)的(de)一(yī™→✘€)個(gè)全面總結:


  1. 關鍵組件(jiàn):電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)的(de)關鍵組件(jiàn)包括直流母排、逆變π★​€器(qì)結構、電(diàn)磁幹擾(EMI)抑制 ♣(zhì)組件(jiàn)(如(rú)X電(diàn)容和(hé)Y電(diàn)容)、控γ÷≥制(zhì)電(diàn)路(lù)、驅動電(diàn)路(lù)、散熱(rè)器(qì)、₽&₩∑信号采集硬件(jiàn)、交流輸出銅排、旋變傳感器(qì)接口、電(diàn)流傳感器(qì)集α∞£↓成等。這(zhè)些(xiē)組件(jiàn)共同确保了(le)電(diàn)機($‌λjī)控制(zhì)器(qì)的(de)高(gāo)效運作(z¶≈uò)和(hé)系統的(de)穩定性。


  2. 基本原理(lǐ)圖:電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)的(de)基本原理(<λ>✔lǐ)圖展示了(le)其設計(jì)的(de)基本組成部分(f™↑ēn),包括電(diàn)源供應部分(fēn)、傳感電(diàn↑÷)路(lù)、電(diàn)壓源逆變器(qì)(VSI)、C♥♦AN收發器(qì)和(hé)微(wēi)控制(zhì)器(qì)等。這(zhè)些(xiē)部£✘分(fēn)共同構成了(le)電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)的₽✘↔(de)硬件(jiàn)框架。 ∏‌


  3. 矢量控制(zhì)邏輯框圖:矢量控制(zhì)邏輯框圖展示了(le)電(diàn)機(jī)控制(zhì☆"£λ)器(qì)的(de)軟件(jiàn)控制(zhì)邏輯,涵蓋了(le)直流電(diàn)輸€  &入管理(lǐ)、逆變器(qì)控制(zhì)、控制(zhì↔σ×)電(diàn)路(lù)、信号采集、矢量控•∏制(zhì)算(suàn)法、電(diàn)平轉換←‍∑₹、散熱(rè)器(qì)控制(zhì)、故障診斷€©、通(tōng)信管理(lǐ)、用(yòng)戶界面交互、自(zì)适應₹↑α控制(zhì)和(hé)固件(jiàn)更新等關鍵環節。這(zhè)些(♣ xiē)環節共同确保了(le)電(diàn)λ§機(jī)控制(zhì)器(qì)的(de)高(gāo)效、精确和(hé)可(k¶< ě)靠的(de)運行(xíng)。


  4. 硬件(jiàn)電(diàn)路(lù)框圖:電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)™÷±硬件(jiàn)電(diàn)路(lù)框圖從(cónελg)硬件(jiàn)電(diàn)路(lù)角度展示了(le)電α&™↕(diàn)機(jī)控制(zhì)器(qì)的(de)設計(jì)和(hé)實δ♥‍¶現(xiàn),包括信号采集、控制(zhì)電'∑₹∞(diàn)路(lù)、電(diàn)平轉換、逆變器(qì)驅動、環路(lù)構成、CAN通(₽¥♣tōng)訊模塊、低(dī)壓接口、電(diàn)源模塊、電♣™ ☆(diàn)機(jī)與控制(zhì)器(qì)的 ≤¶(de)連接、電(diàn)流傳感器(qì)集成和(hé)旋變傳感器(qì)等部分(f$λ<ēn)。這(zhè)些(xiē)硬件(jiàn)電(diàn)路(lù)的(de)協同工(gōng ​ ∞)作(zuò)确保了(le)電(diàn)機(jī)控制(zhì)±>器(qì)的(de)穩定性和(hé)安全性。


    &n₩¶£"bsp; 通(tōng)過這(zhè)些(xiē)功能(néng)和(hé)組件(ji‍¶∞àn)的(de)協同工(gōng)作(zuò),電(diàn)機(∑≤"↓jī)控制(zhì)器(qì)能(néng)夠實現(xiàn)對(duì)電(diàn)動汽車(β chē)電(diàn)機(jī)的(de)精确控制(zhì),同時(shí)♠→•确保系統的(de)安全性和(hé)可(kě)π‌☆α靠性。這(zhè)使得(de)電(diàn)機(§λjī)控制(zhì)器(qì)成為(wèi)現(xiàn)代電(diàn)動汽車(chēλβ←)不(bù)可(kě)或缺的(de)關鍵組件(jiàn),對(duì)于提高(gāo)電(diànΩ×≤)動汽車(chē)的(de)性能(néng)和(hé)α≈λ"效率具有(yǒu)重要(yào)意義。


參   考:

1-新能(néng)源汽車(chē)電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(§÷≥qì)簡介_哔哩哔哩_bilibili

2-新能(néng)源汽車(chē)電(diàn)驅動系統電(diàn)機(jī)控制(zhì)器≥♦(qì)基礎及制(zhì)造 - 汽車(chē)電(d‌♥±γiàn)子(zǐ) - 電(diàn)子(zǐ)發燒友•÷(yǒu)網 (elecfans.com)

3-DESIGN METHODOLOGY OF MOTO↕≈R CONTROL UNIT (MCU) - ₹<$≈Sterling Gtake E-Mobility

4-China New Energy Vehicle Power ₹↕↓¥Electronics Industry Report, 2021 - Researchδ∑±InChina

5-中國(guó)新能(néng)源汽車(chē)電(diàn)機(jī)控 ‍​制(zhì)器(qì)行(xíng)業(yè)市(shì)場(chǎng)調研報(bào)告(20≠✘24版) - 知(zhī)乎 (zhihu.com)

6-2024年(nián)電(diàn)機(jī)控£÷♥制(zhì)器(qì)行(xíng)業(yè)産業(yè)鏈、競争∏♦力、及細分(fēn)調研報(bào)告_數(shù)£₹÷據分(fēn)析_貝哲斯咨詢-貝哲斯咨詢社區(qū) (csdn.net)©✘≠∏

7-2022年(nián)中國(guó)電(diàn)機(jī)控制(zhì)器(Ω∑"qì)(電(diàn)控)行(xíng)業(yè)現(xiàn)狀、競争格局及趨勢分(fēn)↓™""析,矽基IGBT向碳化(huà)矽MOSα↑&$叠代「圖」_華經情報(bào)網_華經産業(yè)₹$•研究院 (huaon.com)

8-Expert and Professional   Manufacturer of Inverter PCB (venture-mfg.≤✔£♦com)

9-EV Powertrain Elect≈λ₩rification and key com↑÷♠ponents for drivetrain | ₩↕φWolfspeed


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