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2020年09月01日 | E-tron和Taycan逆变器的相同点与不同点

2020-09-01 来源：eefocus

Taycan 动力总成的组装

聊一下 E-tron 和 Taycan 的逆变器设计，在这里和我们认知差异的地方有几个点：

1）E-tron 和 Taycan 采用的相似的逆变器设计，这个出自日立的设计，前后桥和两台车（400V 和 800V）里面都有很大的相似性。

2）400V 和 800V 的主要差异，主要是对于 IGBT 功率模块的修改（IGBT 芯片的耐压从 700V 扩大至 1,200V 以外），其他平滑电容器、电机控制器主板、电流传感器等主要零部件作为标准零部件开发这个事情还是挺意外的，我想从逆变器的开始来讲这个事情。

备注：主要的信息来源是日本汽车工程师学会上“车载逆变器的高电压及大功率密度技术”，的讲演，Marklines 上有关于这些内容的专题内容。

图 1 日立给奥迪开发的逆变器

01、E-tron 和 Taycan 的逆变器相似的地方

我们先列一下相似的地方：

1）这两个逆变器都是由日立帮助奥迪和保时捷的工程师进行开发的

2）都采用兼容的方式来做的，如下所示，Etron 是通过集成安装的布置，Taycan 是通过桥接器进行安装，这样同样的部件进行组合就可以得到不同的驱动桥

图 2 E-tron 和 Taycan 的前后桥逆变器

02、E-tron 和 Taycan 的逆变器有差异的地方

1）参数和使用

E-tron 的逆变器的电压覆盖范围为 150V-460V，10 秒持续的最大电流为 530A，持续电流最大为 260A，功率密度为 30kVA/L，内部采用了三个 IGBT 模块（power modules）。

Taycan 的逆变器的电压覆盖范围为 450V-850V，分两种不同的类型逆变器 300 具有 3 个新型 IGBT 功率模块，最大相电流 2 秒额定为 335A，持续工作电流为 190A，功率密度为 62.3kVA/L。逆变器 600 在功率单元上采用并联 2 个 IGBT 功率模块的方式来解决（一共搭了 6 个），最大相电流 2 秒额定为 670A，持续工作电流为 380A，均是前者的 2 倍，输出功率密度为 94.3kVA/L。

图 3 逆变器的参数

如下图所示，三种逆变器的重量分别为 8kg、7.4kg 和 10.5kg。

图 4 Taycan 的两个不同的型号

从原理图里面，在滤波设计，被动放电电阻方面还有差异，E-tron 只有一个主动放电的回路，Taycan 还加入了一个被动放电。从放大电流的角度，Taycan 可以做一个并联的考虑。

图 5 逆变器原理图

在整体内部的布置方面，由于在相似的体积下，Taycan 需要提供 6 个 IGBT 的空间，所以两者在 IGBT 驱动板和控制板，IGBT 的布置方向（E-tron 是躺着、Taycan 是立着），Busbar 设计都有很大的区别。Taycan 在功率模块开口处的 AC/DC 端子、信号端子以及直流端子，采用了 2 个正极、2 个负极交互配置的结构，通过抵消由于反向瞬态电流引起的磁通，以降低寄生电感。

图 6 两个逆变器的布置差异

小结：保时捷确实用了 SiC 器件，但是部件主要用于充电部分，有详细信息我们后续也可以仔细关注下，我个人感觉 Taycan 很多地方是在开发中有的技术为了量产做了妥协，是性能优先为目标。

E-tron Taycan 逆变器

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