楼主 技术拆解|现代Ioniq 5的逆变器拆解
发表于2022-09-29 09:31:11查看 815回复0浏览 815

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的拆解来给大家做个展示。



下图这个全碳化硅逆变器,主要部件绕HybridPACK™ 驱模块(FS03MR12A6MA1B / Infineon),并且400V DC输充电情况,逆变器使电机电感作为升压斩波进行压。

▲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。下图2是主要的件概览:控板在面,主要包括薄膜容、SiC块,动板、放电板、母排、压接器、流传器总成和连接端子。

▲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传统分离办法逆变本身电气和电子计中,这个逆变器计是采用经典的设计思路,主要创新还是在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。