趣头条奥迪E-tron和保时捷Taycan的逆变器设计
周末我想聊一下E-tron和Taycan的逆变器设计 ， 在这里和我们认知差异的地方有几个点：
1）E-tron和Taycan采用的相似的逆变器设计 ， 这个出自日立的设计 ， 前后桥和两台车（400V和800V）里面都有很大的相似性
2）400V和800V的主要差异 ， 主要是对于IGBT功率模块的修改（IGBT芯片的耐压从700V扩大至1,200V以外） ， 其他平滑电容器、电机控制器主板、电流传感器等主要零部件作为标准零部件开发 这个事情还是挺意外的 ， 我想从逆变器的开始来讲这个事情 。备注：主要的信息来源是日本汽车工程师学会上“车载逆变器的高电压及大功率密度技术” ， 的讲演 ， Marklines上有关于这些内容的专题内容
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图1 日立给奥迪开发的逆变器
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E-tron和Taycan的逆变器相似的地方
我们先列一下相似的地方：
1） 这两个逆变器都是由日立帮助奥迪和保时捷的工程师进行开发的
2） 都采用兼容的方式来做的 ， 如下所示 ， Etron是通过集成安装的布置 ， Taycan是通过桥接器进行安装 ， 这样同样的部件进行组合就可以得到不同的驱动桥
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图2 E-tron 和Taycan的前后桥逆变器
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E-tron和 Taycan的逆变器有差异的地方
1） 参数和使用
E-tron的逆变器的电压覆盖范围为150V-460V ， 10 秒持续的最大电流为 530A ， 持续电流最大为 260A ， 功率密度为30kVA/L ， 内部采用了三个IGBT模块（power modules） 。
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Taycan的逆变器的电压覆盖范围为450V-850V ， 分两种不同的类型 逆变器300 具有3个新型IGBT功率模块 ， 最大相电流2秒额定为335A ， 持续工作电流为190A ， 功率密度为62.3kVA/L 。逆变器600在功率单元上采用并联2个IGBT功率模块的方式来解决（一共搭了6个） ， 最大相电流2秒额定为670A ， 持续工作电流为380A ， 均是前者的2倍 ， 输出功率密度为94.3kVA/L 。
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图3 逆变器的参数
如下图所示 ， 三种逆变器的重量分别为8kg、7.4kg和10.5kg 。
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图4 Taycan的两个不同的型号
从原理图里面 ， 在滤波设计 ， 被动放电电阻方面还有差异 ， E-tron只有一个主动放电的回路 ， Taycan还加入了一个被动放电 。 从放大电流的角度 ， Taycan可以做一个并联的考虑 。
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图5 逆变器原理图
在整体内部的布置方面 ， 由于在相似的体积下 ， Taycan需要提供6个IGBT的空间 ， 所以两者在IGBT 驱动板和控制板 ， IGBT的布置方向（E-tron是躺着、Taycan是立着） ， Busbar设计都有很大的区别 。 Taycan在功率模块开口处的AC/DC端子、信号端子以及直流端子 ， 采用了2个正极、2个负极交互配置的结构 ， 通过抵消由于反向瞬态电流引起的磁通 ， 以降低寄生电感 。
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