眾所周知，特斯拉是電動汽車和技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)跑者。特斯拉Model 3 電動汽車主驅(qū)逆變器率先應(yīng)用碳化硅(SiC) MOSFET，開啟了EV動力總成設(shè)計的新篇章。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)計中使用碳化硅(SiC) MOSFET。

最新發(fā)布的 Model Y電動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)計改進(jìn)和創(chuàng)新，該車型生產(chǎn)于美國德州的Giga Factory，還可能是上海工廠。

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。

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)計改進(jìn)和創(chuàng)新。

Specifications

Main Electronic Components

Model Y and Model 3 Drive Units

Model Y的第四代驅(qū)動單元在外觀上與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

Traction Drive Unit

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)動器電路供電，以降低噪聲和柵極驅(qū)動串?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，使用支柱驅(qū)動執(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，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 ParallelConnection

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電動汽車，共計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?？刂齐娏鳌４斯收习l(fā)生在車輛處于停車狀態(tài)時，會導(dǎo)致車輛無法啟動；此故障發(fā)生在車輛行駛狀態(tài)時，會導(dǎo)致車輛失去行駛動力，極端情況下可能增加車輛發(fā)生碰撞的風(fēng)險，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。因為有證據(jù)顯示，過長的“齒”漏感可能會增加逆變器故障風(fēng)險（請參考以下發(fā)表在 EET China 的技術(shù)分析資料）。

然而上述“功率器件故障”的問題大概率已在 Gen-4 驅(qū)動單元上得到解決。

審核編輯 ：李倩