2 架構與趨勢

牽引逆變器的架構因車輛類型而異。插電式混合動力車 (PHEV) 和電池電動車 (BEV) 都具三相電壓來源逆變器拓撲，功率位準範圍為 100 至 500-kW。電池組可直接連接至逆變器 DC 輸入，也可使用 DC/DC 升壓逆變器提高電池電壓，提供逆變器受控制的 DC 電壓。

二階逆變是電動車和業界最常見的電源轉換器，功率範圍可達數十千瓦，功率則可達數百千瓦。切換頻率通常在 5 kHz 至 30 kHz 範圍內，目前三階逆變器越來越受歡迎，因為逆變器可提供更高的功率能力 (超過 300 kW)、更高的效率和更低的諧波失真，並允許使用更精巧的電磁干擾 (EMI) 濾波器。在許多拓撲中，中性點嵌位及 T 型中性點嵌位 (TNPC) 是最具競爭力的設計。圖 2-1 說明三階 TNPC 逆變器的範例。

第二種趨勢則是雙馬達架構。Tesla 早在 2012 年就推出了 Model S 車款，這是一款後輪驅動的全尺寸豪華轎車，運用 85-kWh 電池組提供最遠 426 公里行駛距離。2014 年 Tesla 宣布推出 Model S 全輪驅動版本，其中前後輪軸皆配備電動馬達。自此之後，雙逆變器就由多家 OEM 採用，像是 Chevy Volt PHEV、Toyota Prius HEV 和 Cadillac CT6 PHEV。

第三個改善系統整合的趨勢是採用電動軸，將電力電子、電動馬達和變速箱整合在精巧的系統機殼中。電動軸可提升馬達性能，因為此設計可實現更高的扭矩和最高速度，例如 20-k RPM。其更佳的冷卻效果和線圈繞組結構，可提升功率密度和馬達效率。

牽引逆變器功能的其他趨勢包括：

• 提升功率位準與汽車安全完整性等級 (ASIL) (100 kW 至 500 kW，ASIL C 至
  ASIL D)
• 改用 800-V 技術並提升切換暫態電壓
• 輕鬆調整閘極驅動器強度以減少過衝、使效率最佳化並減少 EMI
• 不使用解析器而改用電感式位置感測技術，以降低成本
• 將主動放電整合至閘極驅動器積體電路 (IC)，以降低成本並節省空間