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　　第 5 代逆变器平台 (IPG5) 是一款 800 V 碳化硅逆变器，可实现更快的充电速度、更高的效率和更长的续航里程，即将在 McLaren Applied 全面投产。

　　在汽车、商用车、航空航天和船舶行业，迈凯伦应用是高效电气化的推动者。为了与传统的内燃机竞争，电动汽车需要更快的充电时间，因此 EV 充电系统正在迅速转向高达 350 kW 输出功率的解决方案，以将充电时间缩短至不到 20 分钟。由于这种功率、电压和电流水平，设计人员面临着新的工程问题。

　　逆变器既是高性能又是敏感部件：它管理着数百千瓦的功率，同时根据驾驶员的需要对其进行精细调制。

　　因此，很明显，逆变器故障会给电动汽车带来一系列问题。McLaren Applied 的第五代逆变器利用一级方程式技术并使其适应电动汽车市场。

　　据迈凯伦称，原始设备制造商可能期望 IPG5 的充电时间更快，同时保持成本和可持续性。McLaren Applied 与 OEM 客户密切合作，进行持续的开发和测试。2022年3月2日，IPG5制造意图设计在英国国家摩托车博物馆的未来动力大会上亮相。McLaren Applied 现在正在向客户运送原型装置，为 2024 年的批量生产做准备。

　　据迈凯伦称，原始设备制造商可能希望 IPG5 的充电时间更快，同时牢记成本和可持续性。公司与 OEM 客户密切合作，进行持续的开发和测试。IPG5 制造意图设计于 2022 年 3 月 2 日在英国国家摩托车博物馆举行的未来推进会议上首次亮相。McLaren Applied 已经在向客户运送原型装置，为 2024 年开始的大规模生产做准备。

　　基于SiC的逆变器

　　作为宽带隙半导体，SiC 具有比硅更高的带隙能量(3.2 eV，比硅的 1.1 eV 高约 3 eV)。由于需要更多的能量来激发半导体导带中的价电子，因此可以实现更高的击穿电压、更高的效率和更好的高温热稳定性。在相同的击穿电压下，SiC MOSFET 的低漏源导通电阻 (RDS(on)) 比硅器件低 300 至 400 倍。

　　SiC 能够超越传统硅基功率器件的局限性。

　　SiC 能够超越传统硅基功率器件的局限性。由于这种半导体能够处理更高的工作电压、电流和开关频率，并且具有出色的热管理能力，因此它是包括汽车在内的众多电源应用中硅的理想替代品。SiC 已被证明可以在 EV 牵引逆变器中提供更长的续航里程和更高效的驱动循环性能。

　　IPG5 是一款 800-V SiC 逆变器，支持快速充电并具有同类产品中最高的动力总成效率。IPG5 重量为 5.5 千克，体积为 3.79 升，可为高达 350 kW 峰值和 250 kW 连续功率的电动机提供动力。它符合 ISO 26262 ASIL-D 标准，专为包括直接驱动在内的汽车应用而开发，可有效地高速运行电机。

　　IPG5 是一款 800V SiC 逆变器，支持快速充电并提供一流的动力总成效率。IPG5 可以为高达 350 kW 峰值和 250 kW 连续功率的电动机提供动力，重量和体积分别为 5.5 千克和 3.79 升。它专为包括直接驱动在内的汽车应用而设计，可高效地高速运行电机并符合 ISO 26262 ASIL-D 标准。

　　“800 V 很可能成为电动汽车事实上的标准总线电压，因为它为超快速充电打开了大门，”McLaren Applied 电气化负责人 Stephen Lambert 说。“如今 800 V 基础设施有限，但随着它变得越来越可用，越来越多的车辆将使用这种基础设施，800 V 将变得司空见惯。它将使消费者能够在与加满一箱汽油相当的时间内充电，同时通过制造足以满足日常使用的更小电池来帮助降低电动汽车的成本。

　　“转向 800 V 将与碳化硅的使用增加相吻合，因为 SiC 的效率优势补充了转向 800 V 的优势，”他补充道。“更高的效率导致部件和冷却系统的尺寸减小，从而使车辆更轻且在车辆级别上更高效。这意味着电池可以做得更小，从而使车辆更轻、更高效。这最终意味着每千瓦时行驶的距离更长[为了更远的距离]并且可以提高每分钟的公里充电率[为了更快的充电]。”

　　更小的电路和更轻的重量，以及改进的重量分布和更低的总功率使用，都是在逆变器中采用 SiC 技术的优势。这是因为 SiC MOSFET 可以在明显更高的开关频率下运行，从而允许逆变器的许多电路部件变得更小。与传统的硅功率半导体相比，SiC 器件还可以在更大的电压和电流下工作，从而即使在高温下也能提高功率密度并降低开关损耗。

　　800-V 架构旨在通过减少电线和加快充电速度来适应下一代电动汽车。SiC 技术通过允许开关频率大幅增加来提供高开关频率，从而实现更快、更高效和更轻的传输。由于高效切换产生的热量较少，因此冷却系统可能会更小，从而降低变速器的重量和成本。

　　“随着转向 800 V 和 SiC 应该会减少产生的热能，原始设备制造商分配资源进行热管理的需求也应该会减少，”Lambert 说。“这将与通过将电力电子技术更多地集成到更广泛的系统中来降低成本相吻合。因此，功率器件很可能会发展为专为汽车冷却系统而设计。我们已经看到制造商之间在电源模块上采取积极的成本降低策略;下一步将是通过整合更广泛的系统来确保降低成本。”

　　动力传动系统效率的提高可以减小电池尺寸，而电池尺寸占电动汽车总成本的很大一部分。根据 McLaren 的说法，对于系统设计师来说，IPG5 凭借最先进的体积功率密度可以轻松打包。逆变器可以不带外壳提供，这在将现成组件封装到定制系统中时提供了极大的灵活性。

　　Lambert 说：“已经做了大量工作来降低电动汽车电池系统的成本，使电动汽车的价格与传统汽车持平。” “电池价格的进一步下降可能是由于制造工艺的改进和产量的增加。然而，还有其他领域——尤其是传动系统，逆变器是其中的关键部件——还没有看到同样的成本降低举措，在不久的将来，技术创新和生产过程创新将结合起来”

　　向电动汽车的过渡和内燃机的逐步替代正在推动制造越来越高效的电动汽车的竞赛。对于这些应用，电力电子设备发挥着至关重要的作用，可实现更高效的逆变器、转换器、动力总成和车载充电器。