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眾所周知，特斯拉是電動(dòng)汽車和技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)跑者。特斯拉Model 3 電動(dòng)汽車主驅(qū)逆變器率先應(yīng)用碳化硅(SiC) MOSFET，開啟了EV動(dòng)力總成設(shè)計(jì)的新篇章。其后續(xù)車型Model S Plaid 和 Model Y都延續(xù)了Model 3的技術(shù)路線，在主驅(qū)逆變器設(shè)計(jì)中使用碳化硅(SiC) MOSFET。
Model Y電動(dòng)汽車中配備了最新的第四代主驅(qū)逆變器，它融合了許多設(shè)計(jì)改進(jìn)和創(chuàng)新。
基于有限的公開信息和我們的理解，本文將比較Model Y和Model 3車型，并列舉在主驅(qū)逆變器上的主要設(shè)計(jì)改進(jìn)和創(chuàng)新。
感謝Ingineerix Sandy Munro先生的對 Model Y的拆解工作，讓我們能一覽其中的工程之美。
Specifications
Main Electronic Components
Model Y and Model 3 Drive Units
Model Y的第四代驅(qū)動(dòng)單元在外觀上與Model 3相同
Motor Winding Comparison
Resolver and Bearing
兩者都使用旋轉(zhuǎn)變壓器進(jìn)行轉(zhuǎn)子位置傳感，但Model Y 不再使用軸承電流彈簧。
Rotor Structure
Model Y Inverter Box
使用一體成型的連接器外殼，降低成本
Model-Y Drive Unit的主要改進(jìn)：
不再使用泄放電阻（可能使用電機(jī)繞組對母線電容放電）；
使用本地隔離偏置為柵極驅(qū)動(dòng)器電路供電，以降低噪聲和柵極驅(qū)動(dòng)串?dāng)_；
使用集成的磁通門電流檢測電路（以減小尺寸和成本）；
當(dāng) SiC MOS 短路時(shí)，使用支柱驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器來斷開電機(jī)繞組。
Model S Plaid Inverter Board
Current Sensing Difference
Model Y Inverter Output?
Breaking for Safety Reason
一旦SiC MOS短路失效，DSP將發(fā)出命令來激活執(zhí)行器，來推動(dòng)且斷開逆變器輸出端子，以防止電機(jī)繞組短路。當(dāng)端子斷開后，保險(xiǎn)絲將承受所有電流，并安全無電弧熔斷。端子斷開以防止在高速運(yùn)行時(shí)，前置電機(jī)被抱死，導(dǎo)致汽車失控。
SiC MOSFET Temperature Sensing
?
用紅外傳感檢測SiC MOSFET的溫度
Bus Bar Connections
SiC MOSFET Parallel?Connection
2022 Tesla Model 3 Recall
特斯拉于 2022 年 4 月 7 日發(fā)布召回生產(chǎn)日期在2019年1月11日至2022年1月25日期間的部分進(jìn)口及國產(chǎn)Model 3電動(dòng)汽車，共計(jì)127785輛（其中進(jìn)口Model 3汽車34207輛，國產(chǎn)Model 3汽車93578輛）。
這批車輛因逆變器故障而被召回，根據(jù)國家市場監(jiān)督管理總局網(wǎng)站公布的說明是：“本次召回范圍內(nèi)車輛的后電機(jī)逆變器功率半導(dǎo)體元件可能存在微小的制造差異，其中部分車輛使用一段時(shí)間后元件制造差異可能會導(dǎo)致后逆變器發(fā)生故障，造成逆變器不能正?？刂齐娏?。此故障發(fā)生在車輛處于停車狀態(tài)時(shí)，會導(dǎo)致車輛無法啟動(dòng)；此故障發(fā)生在車輛行駛狀態(tài)時(shí)，會導(dǎo)致車輛失去行駛動(dòng)力，極端情況下可能增加車輛發(fā)生碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，存在安全隱患。?”
目前尚不確定該故障僅來自于半導(dǎo)體的問題，或系統(tǒng)設(shè)計(jì)問題，亦或兩者兼而有之。據(jù)我們推測，很可能兩者兼而有之。因?yàn)橛凶C據(jù)顯示，過長的“齒”漏感可能會增加逆變器故障風(fēng)險(xiǎn)。
然而上述?“功率器件故障”?的問題大概率已在 Gen-4 驅(qū)動(dòng)單元上得到解決。
編輯：黃飛
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工商網(wǎng)監(jiān)
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