2 架構和趨勢

牽引逆變器的架構因車輛類型而異。插電式混合動力汽車 (PHEV) 和純電動汽車 (BEV) 具有三相電壓源逆變器拓撲，功率級別在 100kW 至 500kW 范圍內。電池包可以直接連接到逆變器直流輸入，也可以使用直流/直流升壓轉換器升高電池電壓并為逆變器提供受控直流電壓。

兩級逆變器是電動汽車和業界常用的電源轉換器，其功率范圍為數十千瓦到數百千瓦。通常，開關頻率范圍為 5kHz 至 30kHz，目前，三級逆變器越來越受歡迎，因為該逆變器具有更高的功率容量（超過 300kW）、更高的效率和更低的諧波失真，并允許使用更小的電磁干擾 (EMI) 濾波器。在許多拓撲中，中性點鉗位和 T 型中性點鉗位 (TNPC) 是極具競爭力的設計。圖 2-1 所示為三級 TNPC 逆變器的示例。

第二個趨勢是雙電機架構。早在 2012 年，特斯拉就推出了 Model S，這是一款后輪驅動標準型豪華轎車，續航里程高達 426km，配備 85kWh 電池包。2014 年，特斯拉發布了 Model S 四驅版本，在前后軸上均配有電機。自那時起，各 OEM（例如 Chevy Volt PHEV、Toyota Prius HEV 和 Cadillac CT6 PHEV）紛紛實施雙逆變器。

改進系統集成的第三個趨勢是實現電子軸，將電力電子系統、電機和變速器組合在緊湊的系統外殼中。電子軸可提高電機性能，因為此設計可實現更高的扭矩和最高速度，例如 20k RPM。更好的冷卻和線圈繞組結構可提高功率密度和電機效率。

牽引逆變器功能的其他趨勢包括：

• 提高功率級別和汽車安全完整性等級 (ASIL)（100kW 至 500kW、ASIL C 至
  ASIL D）
• 隨著開關瞬態電壓的增加向 800V 技術轉變
• 輕松調整柵極驅動強度以減少過沖、優化效率并降低 EMI
• 采用電感式位置感應技術而不是旋轉變壓器來降低成本
• 將有源放電集成到柵極驅動器集成電路 (IC) 中，從而降低成本并節省空間