軽量電気自動車向けスケーラブル牽引インバータ設計リファレンス
設計

持続可能でエネルギー効率の高いモビリティへの需要が高まる中、電動自転車、電動スクーター、コンパクト電動ユーティリティビークルなどのLEV(低速電気自動車)が急速に普及している。パワートレイン効率と航続距離の制限は依然として主要な課題である。トラクションインバーターは、モーター制御の最適化、パワートレイン効率の向上、エネルギー使用の最大化を通じて、最終的に車両の航続距離を延長する上で重要な役割を果たす。

eInfochipsはVishayとの共同開発により、低電圧トラクションインバータのリファレンスデザインを発表しました。48V、72V、96Vアプリケーション向けに最適化されたこのモジュラー式コンパクト設計は、3kWから15kWまでの拡張可能な電力定格をサポートし、最小限の再設計で様々なLEV車両クラスへのシームレスな適応を可能にします。

NXPのS32K3xxマイコンプラットフォームとVishayの先進的なハーフブリッジMOSFETパワーモジュールを基盤とした本設計は、機能安全をサポートしIEC61508規格への準拠を前提とした、ハードウェアと組み込みソフトウェアの包括的ソリューションを提供します。モジュール化かつ拡張性のあるリファレンス設計により、LEVメーカーは技術的課題を克服し、プロトタイピングを加速、設計リスクを低減、市場投入までの時間を短縮できます。

LEVトラクションインバータリファレンス設計の主な特徴

モジュール式で拡張性の高い設計。36V~96Vの電圧範囲と3kW~15kWの電力定格に対応するアプリケーション向けに最適化されています。

NXPのS32K3xxプラットフォームとVishayの先進的なハーフブリッジMOSFETパワーモジュールを基盤として構築

機能安全(ASIL B)への対応およびIEC61508規格への準拠前対応

生産グレード認定ソフトウェアモジュール

統合安全・熱管理

コンパクトな設置面積と独自の形状

最適化されたPWM制御による最小スイッチング損失を実現した高効率電力変換

LEVトラクションインバーターの主要な応用分野

従来のLEV

従来のLEV

  • e-モーターサイクル
  • e-カーゴバイク
  • e- フリート
  • E2w
  • E3w
e-CAV

e - キャブ

  • コンパクトトラクター
  • ミニショベル
  • コンパクトスキッドステアローダー
  • 電気式噴霧器/散布機
オフロードおよびレクリエーション

オフロード&レクリエーション

  • ユーティリティビークル(UTV)
  • 電動ダートバイク
  • 電動マウンテンバイク
  • 電動スノーモービル
  • 高性能電動スクーター 

LEV駆動インバータ設計の構成要素

アロー・イーインフォチップス・制御基板

制御盤

  • NXPのS32K3xxマイコンプラットフォームを基盤とし、SPIおよびCANプロトコルを介した制御と通信を実現
  • ADCを用いて電源基板から受け取る電圧と電流を測定し、誘導電動機の位置を特定するとともに、誘導電動機を制御するためのPWM値を生成する

電源ボード

  • Vishayの先進的なトランスファー成形MOSFETハーフブリッジ技術を採用し、高い信頼性を実現
  • 直流電力を三相交流電力に変換し、強化された熱管理機能を備えた誘導電動機を駆動する
  • コンパクトかつ拡張性のある設計 – 48Vから96Vのシステムに対応し、3kWから15kWの電力定格をサポート
電源ボード

アプリケーションソフトウェア

  • ホストPC上のGUIは、制御基板のCANインターフェースを介したリアルタイム監視、設定、診断を容易にする
  • ソフトウェアは信号取得、モーター制御、CAN通信、障害処理、ゲート駆動を管理する

アーキテクチャ図

トラクションインバータのブロック図

モジュール式かつスケーラブルなリファレンス設計の利点

  • 様々な電力需要やバッテリー電圧(3~15kW、36~96V)に容易に適応可能
  • 設計の再利用と最適な部品表による費用対効果
  • 多様な技術要件や応用シナリオに適している
  • 簡素化された組み立てと高い信頼性
  • コンパクト設計により複数のコンポーネントを1つのパッケージに統合し、スペースを節約します
  • 放熱性の向上と低EMIを実現した改良型熱管理

eInfochips、ISG Provider Lens™ – 自動車・モビリティサービスおよびソリューション 2025年レポートにおいて「ライジングスター」として認定される

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