(FF)法拉第未來Faraday Future 梯度逆變器分析

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法拉第未來(Faraday Future),簡稱FF,對於這家企業,我們不做任何討論,單純從技術上來欣賞一下他的第一個被授予的專利。這項專利申請與2015年,2016年被授予,是法拉第未來的第一項專利,專利號:US 9.241,428 B1 ,專利名稱:INVERTERASSEMBLY。

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圖1專利逆變器外形

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圖2專利逆變器安裝方式

此款逆變器由初創公司內部工程開發,並由Electric Drive Silva Hiti高級總監領導。逆變器被設計為小而簡單。FF聲稱它的功率密度比競爭對手的逆變器高20-30%。

Silva Hiti解釋說:“冷凝晶體管和其他複雜組件的數量可以提高逆變器的整體穩定性和可靠性,使我們能夠用更少的材料完成更多的工作。”

官方聲明指出,FF團隊設法使機械和電氣部件的數量最少,以便同時實現更小尺寸和更高的可靠性。他們指出,電氣元件之間的電流分配不均會導致較高的應力。他們通過減少監視和共享電流的組件來解決了這個問題。

從專利上分析:

通過專利進行大致的描述,從專利上看,這套控制器工藝相對複雜,使用了大量的疊層母排和多個連接器,從專利上可以看出,至少有三塊板子,控制板、驅動板和霍爾板,放在現在來說,結構有點複雜,成本稍微高,但畢竟車的價格也很高,這些成本並不佔整車的價格比例過高

從結構上分析,結構相對複雜,母排線採用疊層母排的形式,並有多個固定螺絲。接線端子採用比較常用的銅端子,用螺絲鎖緊的方式

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圖3母排

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圖4接線端子

母線電容與母線的連接比較複雜,母線電容伸出多個引腳,其中兩個引腳與母線輸入連接,另外6個引腳通過疊層母排與IGBT正負極連接。

IGBT採用兩個六合一的IGBT模塊並聯的形式,增大輸出功率。三相輸出也採用疊層母排的形式,並且使用兩個霍爾傳感器進行電流採樣,兩個霍爾通過連接器與控制板連接。

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圖5三相與霍爾

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圖6 IGBT

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圖7母線電容

以下內容引用FF官網介紹:

為了實現我們關於未來交通工具的遠大願景,我們的工程師和設計師一直努力奮鬥,而他們的努力成果也是多種多樣的——從構成可調節框架“VPA 可變平臺架構”的彈性原理,到激動人心的FFZERO1 概念車輪廓,再到一些更細緻精巧的東西……

比如說,一個小盒子。

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圖8法拉第未來逆變器

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圖9逆變器內部

我們榮幸地宣佈,我們日前順利獲得了公司第一個美國專利(專利號9,241,428 B1),這項專利授予一種最先進的逆變器,我們稱之為“Faraday Future 梯度逆變器”。

在我們電力驅動部門高級總監 Silva Hiti 的帶領下,我們的工程團隊刻苦鑽研當前量產型逆變器所面對的頑固問題。可靠性、可製造性和能量密度是他們決定翻越的三座大山,他們要從最基礎開始重新設計這個裝置。

工程師們的首要目的是既要降低逆變器的機械複雜程度,又要滿足我們雄心勃勃的性能要求。

我們的工程師決定把逆變器精簡到只剩下核心元件。他們放棄了採用成品零件組裝逆變器,而是選擇追求完全獨創的逆變器架構——一款有著更簡潔、更直接設計的全新架構。

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圖10逆變器外觀

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圖11逆變器外觀

“通過縮減晶體管等複雜元件的數量,可以提高逆變器的整體穩定性和可靠性,”Silva Hiti 解釋道,“這讓我們可以使用更少原料,進而實現更強性能。”

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圖12逆變器上部

工程界有句名言:系統內集成的交互元件越多,就越有可能出錯。對於逆變器而言,有可能出的錯就是並聯元件的電流分配不均勻,從而對某些元件造成不可預見的壓力。最終,這種壓力可能會導致逆變器宕機,這種情況下車子就會突然跑不動了。

把注意力集中在Faraday Future 梯度逆變器的核心元件設計上,就可以更方便對其進行監控,確保排除複雜的故障風險,這樣做的最終成果就是生產出更安全、更可靠的設備。

除此之外,生產費用也會相應降低。因為隨著元件總數的減少,需要進行風險分析測試的對象也相應減少,風險分析測試的成本就會隨之降低,而量產的複雜程度及其對環境的影響也會相應降低。設備的尺寸會變得更緊湊,車內空間進一步擴大,駕乘體驗由此得到提升。

Faraday Future 梯度逆變器設計獨特,前所未有地支持超高能量密度,這就意味著一方面可以減少佔用空間,另一方面能夠更高效地轉換能源。

通過精雕細琢,Faraday Future 梯度逆變器的的能源管理能力超越了所有已知電動汽車,而在未來幾年內,它的性能都會領跑業界。

作為我們的首個專利,Faraday Future 梯度逆變器讓我們倍感自豪。這一方面是因為它是一項極為強大、引領未來的技術,另一方面,它也讓業界更廣泛地瞭解到了我們Faraday Future 正在深耕的創新天地。事實上,過去一年間我們已經向美國專利局提交了超過100項新專利申請。

高性能、可靠、安全、簡潔是貫徹在 Faraday Future 設計理念中的宗旨。從個性化的空氣動力學外觀設計,到全面改善的內部元件,我們極具天賦的工程師和設計師都秉持這一宗旨,全力探索新方案,攻克長期困擾業界的各種難題。

偏重發明的解決方案讓我們擁有了更強大的科技力,不斷推出對環境更負責的產品,同時提升安全性和可靠性。

創造力的體現方式多種多樣,而有時就僅僅藏身於一個看似平凡的小盒子之中。

通過駕駛我們的電動汽車測試得出,Faraday Future 梯度逆變器可以實現比友商同類產品高出20%到30%的能量密度,換言之,在同樣的電源荷載重量基礎上,我們可以額外轉換出20%到30%的動力。

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