HybridKIT—縮短混合動(dòng)力車(chē)和純電力車(chē)電機驅動(dòng)系統研發(fā)周期

　　HybridKIT和HybridPACK2的部件和功能

　　HybridKIT(圖2)充分考慮了上述設計挑戰，是英飛凌為客戶(hù)精心設計的一種系統解決方案，能夠讓客戶(hù)輕松、快速地完成逆變器開(kāi)發(fā)以及整個(gè)(H)EV的結構設計并集成到HEV中。由于HybridKIT能夠讓客戶(hù)快速地對各種關(guān)鍵參數進(jìn)行評估，它可幫助客戶(hù)縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期。HybridKIT不僅僅是一種參考設計，而且還支持早期的系統測試(例如，將HybridKIT包括在硬件在環(huán)(HiL)系統中時(shí))或者初期樣機階段上車(chē)系統測試。

　　英飛凌的IGBT功率模塊HybridPACK2(圖3)及基于模塊的HybridKIT ，能滿(mǎn)足汽車(chē)特殊工況應用需求，包括熱循環(huán)穩定性、功率循環(huán)穩定性等。在開(kāi)發(fā)HybridPACK模塊系列過(guò)程中，我們針對以下兩個(gè)方面進(jìn)行了重大改進(jìn)：芯片表面接合線(xiàn)(bonding wire綁定線(xiàn))的連接和基板與基片之間的焊點(diǎn)(IGBT 銅底板和)。因此，大多數水冷系統可以滿(mǎn)足Hybridpack散熱需求。HybridPACK2的設計以滿(mǎn)足80kW驅動(dòng)要求為目標。HybridPACK2中帶有逆變器所需的全部功率半導體器件以及三個(gè)用于溫度測量的NTC(負溫度系數)電阻。該模塊的設計最大工作結溫為150°C，包含由第三代溝槽場(chǎng)終止IGBT(絕緣柵雙極晶體管)和與之匹配的續流二極管構成的六單元結構。HybridPACK2的最大額定電流和電壓分別為800A和650V，導通損耗和開(kāi)關(guān)損耗在同類(lèi)產(chǎn)品中最低。

　　HybridKIT的第二個(gè)模塊包括直流母線(xiàn)支撐電容B25655J4507K(Epcos制造)，該電容器在電氣和機械方面均經(jīng)過(guò)匹配，可以實(shí)現緊湊設計和低雜散電感。經(jīng)過(guò)調整和測試，確保該電容完全滿(mǎn)足HybridPACK2的要求。

　　對于需要較高功率或較高工作溫度的應用，我們提供水冷部件?？梢灾苯訉⒃撍洳考寐葆敼潭ǖ絀GBT模塊上，中間添加一個(gè)一體化橡膠墊，起到適當的密封作用。所有設計參數均經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以確保緊湊的外形、最佳的冷卻效果和更長(cháng)的使用壽命。

　　模塊采用了兩個(gè)彼此獨立的PCB，以便按照最先進(jìn)的設計規則、規范和標準進(jìn)行線(xiàn)路板設計，這兩個(gè)PCB包括： IGBT驅動(dòng)電路板和MCU控制電路板。六通道IGBT驅動(dòng)板在電氣和機械方面均經(jīng)過(guò)優(yōu)化，以滿(mǎn)足HybridPACK2的要求。該驅動(dòng)板具有如下主要功能：為IGBT驅動(dòng)供電的隔離DC-DC電源，以確保六個(gè)不同的IGBT驅動(dòng)器(1ED020I12-FA，英飛凌基于空芯無(wú)磁性變壓器技術(shù)的驅動(dòng)器)之間的電氣隔離;帶電氣隔離的直流母線(xiàn)電壓檢測(作為保護/監測功能的輸入);通過(guò)NTC元件進(jìn)行的溫度測量;用于短路保護的有源鉗位二極管;每個(gè)IGBT驅動(dòng)器單獨配備獨立的推挽輸出功率放大電路，以提高電流驅動(dòng)能力。

　　邏輯電路板包括控制驅動(dòng)板所需的所有元器件。此外，它還提供構成完整的逆變器系統所必需的所有其他元件之間的接口，包括：馬達接口(編碼器和旋轉變壓器)、電流傳感器接口、通訊(CAN和RS232)以及附加的模擬和數字輸入/輸出接口。利用英飛凌板載微控制器(TC1767)，可以通過(guò)軟件輕松地實(shí)現各種保護和監測功能、驅動(dòng)器控制以及對HybridPACK2性能的評估。這些功能的示例軟件正在開(kāi)發(fā)之中。

　　用于HybridPACK2的HybridKIT既是一種參考設計，也是一種開(kāi)發(fā)三相逆變器系統的絕佳工具。它不僅支持硬件測試和測量(即短路、溫度等)，而且支持軟件開(kāi)發(fā)。它包含了構成一個(gè)完整系統所必需的全部組件，并且提供與其他外接組件連接的接口(馬達接口、電流測量和通訊接口)。隨機提供的還有全套文檔，包括部件清單、電路設計和布局數據等，使客戶(hù)可以盡快開(kāi)始(H)EV系統的開(kāi)發(fā)。