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详解法拉第未来第一个逆变器专利,能超越“竞争对手”特斯拉吗?

GeekCar?? 2016年03月15日 ?? 收藏0
在今年 CES 上,法拉第未来(Faraday Future,下称 FF)虽然带来了酷炫的 FFZERO1,但概念毕竟是概念。在技术方面,FF 除了拿出 VPA 平台外,似乎我们一无所知。其实从 FF 的专利中,我们还是能获得一些细节的。

在去年,FF 的工程师团队已经提交了超过 100 份专利。终于,在今年 3 月初,FF 宣布,美国专利局审批通过了 FF 的第一项专利。

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FF 逆变器的技术解析

FF 刚获得通过的专利是与电动车逆变器有关的,FF 称之为“FF Echelon Inverter”。逆变器在电动车上是一个利用高频电桥电路,将电池输出的直流电,变换成交流电机所需交流电的电子器件。逆变器之于整套电动车动力系统,就像是电池和电动机之间的桥梁,它控制了充电和放电速率、电压等级、电机转速。总之,你可以简单理解为,电机怎么转,都得听它的。

关于这项专利的注册信息,你可以看下面的图。

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负责研发这款逆变器的是 Silva Hiti,担任 FF 的电动系统高级主管。在来到 FF 之前,他曾在通用工作了 14 年,拿下了 70 多项电动机相关的专利。

至于这项专利的另两位申请人,Young Mok Doo 和 Steven Schulz,仔细查看他们的履历之后就会发现,他们都曾在通用工作,并且负责了通用 EV1 项目的研发。

这么看来,FF 负责逆变器基本是通用 EV1 项目的原班人马…

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关于 FF Echelon Inverter 的性能,FF 官方表示其“功率密度”与竞争对手的产品相比,高出了“20-30%”。在设计之初,工程师们就考虑到了必须要减少逆变器中机械结构的复杂程度。在这款逆变器中,他们减少了晶体管以及其他复杂机构的数量,来保证整体的稳定性和可靠性,从而达到事半功倍的效果。另外,在其专利中提到可能会有液冷系统。

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目前,FF 只公布了有限的图片。但是根据图中电线和产品外形的比例,你可以发现,它真的很小,结构非常紧凑。按照 FF 的说法,这对于降低生产工艺复杂性,以及产品成本都非常有利。至于 FF Echelon Inverter 的更多详细数据,FF 并没有公布。

但是你可以继续往下看…

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“竞争对手”都是怎么做的?

在很多文章的标题里,FF 经常被拿来和特斯拉对标,我们可以看看特斯拉的逆变器。

据报道,特斯拉的逆变器供应商是“International Rectifier”(已与英飞凌合并),产品直接运到特斯拉的 Fremont 工厂。动力电子市场分析师 Alex Avron 在试过 Model S P85D 后,是这么说的:“他们用了 20 年前的动力电子模块封装技术,造了一辆世界上最快的电动车,就这么简单。”他所说的“20 年前”,指的是一直延续下来的 TO-247 技术。

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特斯拉 Model S 车型的逆变器,峰值功率可达 320kW,最大可承受 1500A 电流。在上面这张图中,应该是包含了整流器,用于把交流电转换成直流电给电池充电,也就是我们常说的“动能回收”。特斯拉的逆变器,性能确实比较强悍,但是从尺寸上来说确实有点大了,跟一个花盆差不多。(PS:许多黑客经常尝试入侵特斯拉的逆变器,并且有的成功了…)

另外,我们还可以看大陆集团子公司 Zytek Automotive 的一款逆变器产品:峰值功率 250kW,最大电流 1000A,效率 97.5%;长 40 厘米,宽 30 厘米,高 11 厘米,重 12 公斤;功率密度是 18kW/L。

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最后,我们通过 FF Echelon Inverter 与特斯拉、Zytek 的逆变器做对比,可以与推测:由于这个样品实在是很小,所以其总功率不会太大。总的来说,这还只是一个原理验证机。

所以,如果 FF Echelon Inverter 要做到功率密度比同类产品高出 20-30%,并且结构设计又是如此紧凑,又要用车规级的标准来生产,“成本”绝对会是一大问题。(特斯拉采用略显古老的封装方式,或许就是平衡成本、性能和可靠性后的结果)

但专利毕竟是专利,目前 FF 的产品定位并不明朗。上面只是对 FF 拿到的第一项专利的观点,它离产品化还很远。想到 FF 已经有了 500 多名员工,去年已经提交了 100 多项专利,我们不禁去想这么多专利到底都是什么…


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逆变器? 交流电? 电动车?

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