新一代逆变器 电动汽车上的逆变器是什么？

电动汽车上的逆变器是什么？

新能源汽车有别于传统燃油车最核心的技术就是“三电”——电驱，电池，电控。其中逆变器这个器件在电动汽车领域已经变得举足轻重，没有它电动车根本跑不起来，并且逆变器的性能直接影响着电动车的价格，那么这个小东西到底是干什么用的，下面就了解一下。
先普及一下三电和DC、AC的基础知识：
其中，电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。
简单介绍一下AC、DC：
交流电AC的特点：大小和方向都发生周期性变化。交流电在生活民用电压220V、通用工业电压380V，都属于危险电压。它的最基本的形式是正弦电流，我国交流电供电的标准频率规定为50Hz。
直流电DC的特点：方向不随时间发生改变。直流电一般被广泛使用于手电筒（干电池）、手机（锂电池）等各类生活小电器等。干电池（1.5V）、锂电池、蓄电池等被称之为直流电源，都低于24V。
我们想要真正了解逆变器的作用，就得先知道车载动力电池的原理。
新能源汽车能够跑起搜前来是因为电机带动了车轮，而电机的电量来自于电池，但动力电池是以直流电存储，电机使用的是交流电。交流电机必须依靠正弦波交流电才能驱动旋转。但车载动力电池能够输出的是直流电，逆变器的作用就是把直流电转换成正弦波交流电，并且它还控制着交流电机的转速和扭矩。所以，要想把DC转变AC运转，就要靠逆变器。
所以，对于配备交流感应电机的电动车，必须通过逆变器，把电池包输出的高压直流电转换成可控制幅值和频率的正弦波交流电，才能驱动车辆行驶。
正弦波的获得是通过方波演变而来的。首先了解一下方波的形成。请看电路图，这个神奇的电路叫做Full Bridge Inverter，全桥逆变电路。它的结构很简单，由四个开关（S1-S4）组成。A和B为电路输出端的正负极。
通过开关控制，电流的流向发生了逆转，通过不断闭合开关，方型交流电就产生了。我们日常的家用220V电源频率为50Hz这就意味着每分钟需要开关100次。如此高的频率没有人能控制得了，所以需要接入场效应管，例如IGBT或MOSFET，这个电子元件可以实现每分钟上千次的开关。
通过场效应管的开关控制，可以获得我们所需要的方波，但我们要的是正弦波。这里就涉及到了一个技术名词——脉宽调制。
当前，我们已经按照固定的频率开闭开关形成了方波，如果将开关的频率在需要更大的地方产生更大的脉冲…如下图。
试想一下，如果我们对单位时间的脉冲求得平均值，它就会变成？
这是一条很接近与正弦曲线的图形，脉冲越精确，切换的频率越高，所得的曲线就越光滑。我们可以通过比较器进行对脉冲串的调制就能获得平滑的正弦波曲线。
还有一种方法叫做重电压逆变技术——在电路当中增加电容和电感的方式用于平滑曲线。电容用于平滑电压曲线，电感用于平滑电流曲线。就好比在电路上增加了一个小容量的水库（二级缓存），电容就相当于一个可以瞬间充放电的电池，它能吸收电压脉冲，让输出曲线变得平滑。以上所说的只有一组电压就能实现正弦波的输出，如果用多组电压进行调制，就能获得精度更高的正弦波曲线，并且控制精度也更加精准。这种方法多用于风力发电机或电动汽车。
简单来说，逆变器（Power Inverter）是一种能够将 DC12V直流电转换为和市电相同的 AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的车用电源转换器。若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压，则相应的电压充电流较大，功率较大，这意味着同样电流进行充电，充电功率可以等比例放大，即充电时间会缩短。
若提高逆变器的支持电压，则相应的充电时逆变器产生的热量会变多，那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题，这是提高充电效率的关键问题，目前日本丰田对此研究较深入，例如其加硅碳技术的应用。
此外，逆变器性能的好坏直接决定电机的性能表现，也是各大新能源汽车企业的核心技术。所世蔽清以逆变器技术的掌握和突破就如同燃油车时代的变速箱技术一样，将会成为新能源汽车产品的核心技术。随着新一代半导体功率器件的发展，可以看出，IGBT和SiC是未来电机控制系统和充电桩的主力干将。
IGBT在电力驱动系统中属于逆变器模块，将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机。它约占新能源汽车电机驱动系统及车载充电系统成本的40%，其性能直接决定了整车的能并败源利用率。
SiC功率器件的损耗是Si器件的50%左右，主要用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻化。
一提到纯电动汽车，大多数人第一反应都是特斯拉，尤其是最近特斯拉的频繁动作，让其知名度变得更高，那么特斯拉到底好在哪，为什么就是比国产纯电动汽车受欢迎？下面的视频介绍了特斯拉的充电原理，一起学习一下。
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法雷奥如何玩转800V？

很显然，高压化已成为汽车电气化发展过程中的主线之一，且正带动产业迎来新的发展风口。

近日，汽车产业巨头法雷奥晒出最新“成绩单”，在2022年间获得了326亿欧元订单，创历史新高。除ADAS相关业务外，以800V技术为主的高压电气化业务成为最大功臣，占其动力总成系统和热系统事业部订单的三分之二。

而如此亮眼成绩背后，源于法雷奥在电驱动领域的持续深耕，更突显全球电动汽车市场对于高效补能的迫切需求。

800V高电压风口已至，一个百亿市场亟待起航

“充电5分钟，续航200公里。”相信是绝大多数电动车主的补能梦，尤其是经历过长假出游后更有体会。

在中国新能源汽车技术快速迭代，以及新能源汽车保有量迈过千万规模，并仍以每月70万辆速度高速扩充的当下，“补能”已成为限制电气化转型的短板。

近年来，伴随广汽埃安、小鹏汽车等车企相继发布超快充技术，寄望以此打消当下消费者对于电动汽车充电、续航的焦虑。所涉及的技术，无一例外都与800V平台相关。

图片来源：《Enabling Fast Charging: A Technology Gap Assessment》

据美国能源部此前一项试验来看，相同里程下，采用超大功率快充技术的电动汽车整体体验无限接近燃油车。

而想要增加功率，无外乎增加电流或是电压两种方法，在考虑前者对充电枪、排线以及动力电池核心部件的热损耗，高电压化在汽车产业内达成了共识。

图片来源：《Enabling Fast Charging: A Technology Gap Assessment》

要知道，在相同功率下，800V电压较400V电压的电流减半，反映到实车上所带来的改变就是电池包充电热量降低，且低成本、轻量化、EMC干扰的降低，以及效率和续航的提升。

欧阳明高院士曾在多个场合呼吁，解决充电的后顾之忧，需要更大功率的快充技术，超级快充是大势所趋，行业需要推进电动汽车采用800V甚至更高的电压平台架构。

事实上，早在2019年保时捷Taycan便搭载800V高压平台，就此拉开汽车产业800V时代序幕。随后国内外整车厂争相跟进，比亚迪、极氪、岚图、埃安、极狐以及小鹏汽车等多家车企相继发布相关规划。

在此趋势下，盖世汽车研究院数据显示，2022年我国新能源乘用车中采用800V技术新车渗透率约在2%左右，市场规模达17亿元。预计至2025年，这一数字有望突破200亿元，市场渗透率约在15%左右。更长远看，我国新能源乘用车或将在2029年实现近半新车采用800V技术。

若将目光放大至全球整个汽车高压电动动力总成市场，法雷奥预测，至2030年新车渗透率或将达35%，市场规模突破920亿欧元（约合人民币6772.6亿元）。

其中，800V市场不容小觑。

升压不只是数字更替，法雷奥“亮剑”800V技术

从字面上来看，400V升800V高压平台不过是更改下数字，但落地于技术开发与应用却是一项“牵一发而动全拍亮身”的系统工程。

电压平台的升高，意味着核心三电系统以及空调压缩机、DCDC（直流变压器）、OBC（车载充电机）等部件都需在800V甚至更高电压下正常工作，相关元器件的重新开发、电池模组安全性的提升以及半导体器件线路的改变都将带来一个又一个难点。

尽管如此，在庞大市场吸引下，越来越多玩家相继孙迟涌入，其中，自然少不了法雷奥。

早在去年初，法雷奥便携合作伙伴联合开发了耐压等级高、开关频率范围宽的800V SiC模块化开关单元，成为其高压电气化产品再进阶的关键技术之一。

随后在过去一年间持续研发下，法雷奥于日前首次公开发布一整套基于市场需求的最新800V技术产品组合，涵盖了eAxle电驱动、eMotor电机、Inverter逆变器、OBC车载充电机和DC/DC转换器等。

其中，基于800V SiC功率模块打造而来的法雷奥第五代逆变器，可大幅降低损耗，并在WLTP循环中提高5%效率的同时，重量减少约40%，且成本更具优势；架构优化则让其可灵活适配400V到800V，乘用车或商用车等不同电压、不同车型的扩展平台需求；此外，结合优化的SiC Mosfet（碳化硅场效应管）袭凯宽技术，包括800V直流升压器功能，利用电机绕组可实现即便在400V直流充电桩上给800V电动汽车补能时，依然可以带来超快速充电体验。

法雷奥新一代逆变器；图片来源：法雷奥

从一定程度而言，一款性能更好的逆变器将可以为800V平台带来更高的驱动效率、更优质的驾驶体验、更良好的声学感受以及更高可靠的系统保障。

也正得益于其优异表现，现已收获国内外多家主流车企的合作订单，按照规划该产品预计2025年上车推向市场。

800V电机方面，法雷奥开发了可用于PMSM（永磁同步电机）和EESM（电励磁同步电机）的扁线定子，功率可覆盖80kW至350kW，并可根据成本、效率等不同需求配置4、6到8层布局结构。高槽满率之下，可带来持续高功率输出，还可实现更高功率密度和更小更轻的质量。

同时，法雷奥还针对电机噪音及冷却系统进一步优化，从而带来更优的NVH和散热效果。

其中，有别于PMSM，800V EESM无需稀土材料和磁铁，单从电机层面便可减少30%碳足迹，在优化成本的同时，贯彻可持续出行的初衷。

基于第五代逆变器、扁线电机以及变速器，法雷奥将其高度集成为满足EMC 5和ASIL D要求的800V SiC三合一电驱系统，覆盖100kW到350kW功率等级，最高等级效率可达96%。

150kW电驱系统；图片来源：法雷奥

源于其高功率、紧凑、轻量化、灵活扩展等优势，可广泛适用于乘用车、轻型商用车的前、后桥布局，同时额外可搭配驻车、断开和多速传动等功能要求。

此外，法雷奥还推出了第四代OBC平台，同样适用于800V平台。功率分别为11kW和22kW，可提供双向充电等功能。

新一代OBC；图片来源：法雷奥

就了解，新一代OBC具备高效率、轻质量等优势，可定制布置设计连接器和软件，技术兼容各国标准和要求1相或3相，并可集成DC/DC转换器和PDU电力分配单元。基于此，目前已获某美系头部OEM青睐，预计将于不久的未来投入市场。

立足电气化“硬实力”，为未来移动出行做好准备

时至今日，相信谁都难以否认，以电动化展开的新一轮汽车技术革命取得了空前胜利，也正如文章开头所说，下一步我们所要探索的将是如何推动产业朝着更为高效、可靠、可持续方向发展。

在法雷奥看来，未来15至20年内，全球汽车移动出行的变革将推动着电气化和高级驾驶辅助系统市场的高速发展。

其中，智能化是大势所趋，高压电气化同样必不可少。

基于此，法雷奥于2022年初，基于可持续发展和绿色出行大趋势，提出“Move Up”计划，目标是在2022年-2025年打造一个技术更强大、定位更理想的集团。

其计划的第一步，也是极为关键的一步，便是将法雷奥西门子新能源汽车合资公司（以下简称为合资公司）整合并入集团。

原法雷奥西门子新能源汽车合资公司；

图片来源：法雷奥

要知道，作为业内领导者，合资公司的电动动力总成系统、电机、逆变器和车载充电器等产品已广泛出现在全球20多家主流车企的主要平台上，并在2022年底上车超过90款新能源车型，且在高压电气化领域具有深厚的专业积累。

这意味着，收购并整合合资公司，将极大程度巩固法雷奥在电气化领域竞争实力，使其完善从低压到高压全套电动动力解决方案，从而覆盖所有新能源车型的各类需求。

而以上重大收购动作已于去年7月1日完成，新整合的高压业务在欧洲和中国市场增长迅速，并在2022年第三季度创下了同比61%的高增长，整个下半年实现销售额6.44亿欧元。

在法雷奥的期待中，针对整合了合资公司高压业务后的动力总成系统事业部，计划在2021年至2025年间实现年销售额增长率超过12%，并在2025年达到销售额85亿欧元以上，成为法雷奥业绩增长新引擎。

最后，我们将视线拉回中国，作为其最大单一市场国家，法雷奥入华已有29载，经历了从中国制造到“中国研发”，扎根中国、服务中国的全过程。

如前文中反复提及，这里拥有着全球最大的新能源汽车市场，却也有着瞬息万变的市场格局及日新月异的市场需求，驱动着各级创新发挥极致，让汽车产业变革跑出中国速度。

在此背景下，我们有理由相信，未来伴随高压电气化业务的整合，以及未来最新800V技术产品的逐步落地，法雷奥将势必加速推进在华本地化研发、生产以及服务，向中国乃至全球客户提供不断增强的高性能解决方案，助力未来移动出行朝着高效、高压、可持续高速发展。

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什么是电力逆变电源？

电力逆变电源是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电，供一般电器使用，是一种方便的电源转换器。 电力逆变电源有着广泛的用途，它可用于各类交通工具，如汽车、各类舰船以及飞行器，在太阳能及风能发电领域，逆变器有着不可替代的作用。电力控制系统的可靠程度是电力系统和设备可靠、高效运行的保证，而电力控制系统必须具备安全可靠的控制电源。电力系统中为保证变电所的诸如后台机、分站RTU、通讯设备等能在交流电源停电后不间断工作，工程做法一般采用UPS电源作为主要解决方案，但UPS电源存在容量小、价格贵、故障率高、维护量大等不足，因此综合自动化变电所中可采用电力正弦波逆变电源(下面简称电力逆变器)来代替常规不间断UPS电源，其优点如下： 1、提高了电力逆变器供电的安全性 电力逆变器是新一代的DC/AC电源产品，输入为220V直流电，输出为220V、50Hz正弦波交流电，输入输出端完全与市电隔离，避免了市电波动对负载的影响，完全满足变电所分站RTU、通讯设备和微机等设备对工作电源的要求，而完全与市电隔离，还可避免雷电等过电压造成的电源板烧毁事故，提高了负载的安全性。 由于新一代DC/AC电力逆变器的超隔离输出，超强的抗干扰能力，强大的通讯功能，在农村综合自动化变电所中采用直流动力+逆变器方案，具有较好的运行经济性、可靠性和安全性，真正实现无人值守对设备工作电源的监控要求。 2、提高了电力逆变器供电可靠性 变电所中装设的直流电源系统，可靠性高、寿命长，因此采用直流动力+逆变器方案，利用所用直流电源系统的监控功能和逆变器的通讯功能可远方实时监视逆变电源的运行状态，解决了常规UPS电源的蓄电池容量小、无监控，容易出现蓄电池损坏又不能及时发现的问题。由于变电所直流电源系统蓄电池的大容量，电网断电后护肤品不间断供电时间大大延长，真正起到了保安电源的作用，提高了其供电可靠性。 3、降低了电力逆变器系统运行维护费用 现运行的综合自动化变电所中，一般设后台监控微机，通讯设备大多为微波及光纤机等，此类监控和通讯设备工作电源为交流电源，要做到不间断供电，以满足四遥要求，不同的设备须单独装设不间断电源(UPS)和蓄电池组。

新能源逆变器是什么？举个栗子？

我理解的吧，就是转换风能、太阳能的逆变器，像古瑞瓦特做的光伏逆变器 ， 就是新能源逆变器。

超霸新一代逆变器有多少伏

逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。
转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设有一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。
　　输入接口部分：输入部分有3个信号，12V直流输入VIN、工作使能电压ENB及Panel电流控制信号DIM。VIN由Adapter提供，ENB电压由主板上的MCU提供，其值为0或3V，当ENB=0时，逆变器不工作，而ENB=3V时，逆变器处于正常工作状态；而DIM电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，将不同的DIM值反馈给PWM控制器反馈端，逆变器向负载提供的电流也将不同，DIM值越小，逆变器输出的电流就越大。 　电压启动回路：ENB为高电平时， 逆变器
输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。 　
　PWM控制器：有以下几个功能组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保护、输出晶体管。
　　直流变换：由MOS开关管和储能电感组成电压变换电路，输入的脉冲经过推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对电感进行充放电，这样电感的另一端就能得到交流电压。 　
　LC振荡及输出回路：保证灯管启动需要的1600V电压，并在灯管启动以后将电压降至800V。

超霸新一代逆变器有多少伏？

逆变器是一种DC to AC的变压器，它其实与转化器是一种电压逆变的过程。

转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出，而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电；两个部分同样都采用了目前用得比较多的脉宽调制（PWM）技术。其核心部分都是一个PWM集成控制器，Adapter用的是UC3842，逆变器则采用TL5001芯片。TL5001的工作电压范围3.6～40V，其内部设有一个误差放大器，一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。　　输入接口部分：输入部分有3个信号，12V直流输入VIN、工作使能电压ENB及Panel电流控制信号DIM。VIN由Adapter提供，ENB电压由主板上的MCU提供，其值为0或3V，当ENB=0时，逆变器不工作，而ENB=3V时，逆变器处于正常工作状态；而DIM电压由主板提供，其变化范围在0～5V之间，将不同的DIM值反馈给PWM控制器反馈端，逆变器向负载提供的电流也将不同，DIM值越小，逆变器输出的电流就越大。　电压启动回路：ENB为高电平时， 逆变器 输出高压去点亮Panel的背光灯灯管。　 　PWM控制器：有以下几个功能组成：内部参考电压、误差放大器、振荡器和PWM、过压保护、欠压保护、短路保护、输出晶体管。　　直流变换：由MOS开关管和储能电感组成电压变换电路，输入的脉冲经过推挽放大器放大后驱动MOS管做开关动作，使得直流电压对电感进行充放电，这样电感的另一端就能得到交流电压。　 　LC振荡及输出回路：保证灯管启动需要的1600V电压，并在灯管启动以后将电压降至800V。

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