功率半导体（IGBT/MOSFET）在电动汽车上的应用

电动汽车的电能控制主要是把电从电池输出到电机上，怎么随心所欲地实现输出？这个就必须要用到电能逆变技术，也就是把电池中的直流电（死电）转化成可以调节的交流电（活电），这个转化过程，叫逆变，这个转化装置，叫逆变器（电机控制器），其核心，就是功率半导体（IGBT/MOSFET）

如图，可以看到，buttery是电池，电池中的电如何输出到电机（Traction-Motor）上，是通过6个功率半导体开关器件（IGBT/MOSFET）实现的，

上图对的光伏也一样，太阳能产生的直流电进行储存滤波再通过PWM变频技术逆变成直流电输出。

交流电最大的好处，在于可以很方便地控制电机，把交流电的频率调高，电机转得就快，车子加速快；频率低，电机就转得慢，把电流加大，电机输出扭矩就大，车子爬坡猛；就实现了对整车的动力系统的精确控制（这种电子控制比传统发动机的调节燃烧要精确得多），效率也高得多。

那如何计算从电池母线到电机这边的电流和电压还有功率的关系？

假设母线电压400V，电机电流有效值400A rms，功率因数Power Factor=0.9，调制比m=0.9，那么电机输出的功率多少？

首先我们要搞清楚，电机是三相电机，那么对于电机而言，采用星型接法，线电压是相电压的根号3倍，

那么每一相的输出功率Pac1=相电压相电流功率因数

那么3相总功率Pac=3Pac1

好的，现在其他的知道了，就是线电压Vllrms不知道

对于线电压有效值，可以从母线电压Vdc和调制比m求得：

所以现在就知道了三相电机的功率应该是：

2分之根号6大约是1.225，如果PF和m都是0.9的话，这三个系数相乘是0.992，大约就是1，所以，我们可以提炼一个经验公式（控制系统不要太离谱的话）：

即在调制比接近0.9，功率因数接近0.9的情况下，三相电机的功率就等于逆变器的直流母线电压乘以电机的相电流有效值，这个相电流有效值也是功率模块（IGBT/SiC MOSFET）的输出有效值。

看一下上面这个算例。400V母线电压，400A的IGBT电流有效输出能力，能匹配多大的电机呢？答案是159kW，这和我们常见的160kW经验是完美对应的。

所以以后也可以用电机来估算IGBT/SiC模块选型，

比如200kW的电机，用800V平台，功率因数PF和调制比都是0.9，那么SiC模块的有效电流输出要达到多少？

很简单，除就完事了，Irms=200000W/800V/0.992=252A

也就是说，选择有效电流输出能力252A以上的模块就行。