1 引言

牽引逆變器是電動汽車 (EV) 傳動系統(tǒng)的核心。因此，逆變器在提高全球電動汽車的采用率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。牽引電機通過將電池或發(fā)電機的直流電源轉(zhuǎn)換為交流電源來提供出色的扭矩和加速度，從而為永磁機器 (PMSM)、感應電機 (IM)、外部勵磁同步電機 (EESM) 和開關(guān)磁阻電機 (SRM) 等牽引驅(qū)動電機供電。牽引逆變器還轉(zhuǎn)換電機的回收能量，并在車輛滑行或制動時對電池充電。

在測量牽引逆變器的性能時，需要考慮幾個關(guān)鍵的設計優(yōu)先事項和權(quán)衡：

• 功能安全和信息安全 – 功能安全設計通常遵循 ISO 26262 或電子安全車輛入侵保護應用流程，其中包括安全診斷；系統(tǒng)級失效模式和影響分析；失效模式、影響和診斷分析以及硬件安全模塊 (HSM)。
• 重量和功率密度 – 寬帶隙開關(guān)和動力總成集成是實現(xiàn)高功率密度逆變器設計的關(guān)鍵技術(shù)。例如，OEM 的逆變器功率密度目標是到 2025 年，在美國市場中達到 100kW/L。使用 SiC 可實現(xiàn) 800V 直流總線電壓、降低額定電流和減少線束。具有快速控制環(huán)路的 MCU 支持使用高速、更輕的電機和動力總成集成，例如與直流/直流轉(zhuǎn)換器集成的逆變器。
• 效率 – 系統(tǒng)效率包括牽引逆變器效率、電機效率和再生制動模式下的逆變器效率。
• 性能和可靠性 – 通過電機扭矩控制、電流檢測環(huán)路和電機扭矩瞬態(tài)響應來測量逆變器系統(tǒng)的性能?？煽啃园娫茨K可靠性、電機可靠性和隔離等。
• 系統(tǒng)成本 – 除了電機和線束之外，主要元件包括：
  • EMI 濾波器
  • 直流鏈路電容器
  • 匯流條
  • MCU 和控制電子產(chǎn)品
  • 電源模塊和驅(qū)動級電子產(chǎn)品
  • 電流傳感器
  • 逆變器殼體和冷卻