Yulong · 2021年11月22日

如何看待Pre Switch的AI控制逆变器

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最近在完成整个身心的转变过程,也在开始大范围在全球范围内做一些探查。

我觉得目前汽车行业处在一个变革期,最基本的特征是,有的新技术通过不一样的方式,来给出不一样的答案。

比如,Pre-Switch 采用的方式是使用AI来控制SIC器件,将逆变器开关速度提高,来减少驱动系统的损耗,从而实现更大的 EV 续航里程。

根据公司的测试数据,能把逆变器效率在 100kHz 时的峰值效率超过 99.3%(SiC 35mΩ MOSFET)。

我们来仔细看一下这家企业是怎么做的。

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图1 这些材料来自Pre-Switch 的CEO Bruce Renouard

运行机理和AI效能

简单来说,这套系统是做一个集成算法的驱动电路,也就是说把原来逆变器控制的东西芯片化。

在这里包含两块控制,一方面是现有的SiC的驱动,一方面是针对谐振功率驱动Resonant Power Gate两部分。

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图2 Pre-Switch的FPGA驱动芯片

SiC和Gan的应用,对于工程师来说要求更高了,因为EMI、800V的轴电压会带来的腐蚀问题、过充电压和振铃效应。

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图3 开关频率的提高,其实带来了振荡

我挺喜欢这家公司的想法,主要是提供一个系统化的解决方案给你打包解决,在开关过程的几个阶段,降低了开关损耗、dV/dt和di/dt、振铃效应,还降低了导通损耗。

备注:这家公司其实对这个领域有认知,到底是否靠谱,我们需要拿Sample来进行验证。

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图4 Pre Switch的解决方案

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图5 这里其实是根据算法,把整个微观的状态记录、进行处理(这里有渐变学习的过程)

当然这个里面的对比,有一些和差生对比的意思。

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图6 这里是把比较差的情况和现有的情况做对比

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表1 Pre Switch的效率对比(这里主要是看节约的效能)
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图7 安全保护机制

以上针对的都是逆变器,通过提高逆变器控制,同时也可以减少电机的损耗。

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图8 针对电机的提高

我之前看法有错的地方在于,基于SiC的应用,通过技术的提高,是可以通过各种手段逐渐拉开和IGBT的差距的,第三代半导体大家可以用传统的办法来控制,但是有新技术新方法可以做更大幅度的改善。
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图9 Pre-Switch使用的SiC逆变器的情况

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图10 Pre Switch的实际情况

小结:我挺期待国内的工程师也能突破自己,把新一代的功率半导体的极限拉高,不断提高电动汽车的能效,这样对于我们整个产业的发展速度是一个加速过程。

作者:朱玉龙
来源:汽车电子设计

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