发布时间：209年7月9日
贡献：Sinjin Dixon-Warren，PHD
电动汽车(EV)可能是汽车市场的颠覆性技术。它们提供了提高能源效率和减少排放的潜力，这取决于用于发电的主要能源。此外，由于电一般是多的更便宜比汽油，部分原因是税收差异，EV的经济线承诺较低的运营成本。然而，锂离子电池的一个下行是它们的能量密度比汽油的100倍（看）。甚至考虑了电动汽车的效率较高，我们需要将电池的能量密度提高到5倍以实现与汽油动力汽车相同的重量效率。
TechInsights最近完成了部分分析雪佛兰螺栓电动汽车．根据《消费者报告》Bolt是第一款价格相对低廉、续航里程稳定的电动汽车。这款小型掀背车是围绕一个大的66千瓦时电池组建造的，它位于汽车的地板下，有助于汽车的种植感觉，尽管它的姿态很高。有了200匹通电的马，博尔特赛车兴致勃勃地加速。在240伏的插头上充满电需要10个小时，但Bolt的额定续航里程为417公里，车主应该很少需要完全充电。”我们的分析集中在动力系统上，包括逆变器和锂离子电池组。在这篇简短的文章中，我们将回顾其中的一些分析。
图1显示了雪佛兰螺栓动力系的示意性框图。Li离子电池组，逆变器和驱动单元形成动力系的心脏。车载充电模块用于将主交流电源转换为所需的直流电源，以对电池充电。电池控制模块平衡电池组中电池的充电和放电。逆变器将直流电流从电池转换为驱动单元（电动机）所需的三相AC。附件电源模块提供12 V DC以运行汽车的各种电气部件，例如加热风扇和电源窗口。ECM控制驱动单元。
图1雪佛兰螺栓动力总成框图
雪佛兰螺栓上的电池组由LG电子制成，占据汽车底盘的大部分。锂离子电池有点危险;由于电能密度高和易燃有机电解质材料的存在，TechInsights在办公室的停车场中的储存容器中进行了基本的拆除工作，如图2所示。
图2 LG电子Vista 2.0来自雪佛兰螺栓的电池组件
图3显示了LG电子VISTA 2.0电池组的照片，盖子已移除。该包装由串联有线和并联的电池组组成，以产生所需的高电压和高电流。在电池的左下角看到电池控制模块。该模块用于管理电池的电气和热负荷。电池单元以相同的速率充电和放电是非常重要的，以确保电池组的热稳定性和长寿命。从电池组中取出单个电池模块，然后拆卸以释放单个SB035Z6电池单元以进行进一步的分析，如图4和图5所示。然后在进行内部结构的分析之前小心地排出SB035Z6电池单元电池单元。
图3在LG电子Vista 2.0电池组件中，雪佛兰螺栓
图4来自雪佛兰Bolt的LG电子VISTA 2.0电池模块
图5 LG Electronics SB035Z6离子电池来自雪佛兰螺栓
SB035Z6电池单体内部结构的光学截面图如图6所示。关于锂离子电池技术的进一步讨论可以在我们最近发表的文章中找到eEPower.com.．该电池很有可能是利用LG电子的叠叠结构，用有机分离材料将阳极(-)和阴极(+)材料层分开。图6所示的区域靠近电池的边缘。隔膜和铝阴极电极比铜阳极电极延伸得更远，确保了阳极和阴极活性物质完全电分离。
图6 LG Electronics SB035Z6离子电池电池横截面从雪佛兰螺栓
图7显示了细胞结构的更详细的SEM横截面视图。我们的分析发现，阴极活性材料是由LiNiMnCoO2粒子形成的，而阳极活性层是由石墨形成的。该分离器包括一面涂有金属氧化物的有机膜。LG电子SB035Z6电池的结构和材料细节与techhinsights最近对三星SDI EB-BG977ABU锂离子电池[1]的分析结果不同。这款电池是从三星Galaxy S10 5G SM-G977U智能手机中提取的，以镍和锰替代钴有两个优点。首先，它的成本更低，因为钴是昂贵的，其次，替代镍提供更高的工作电压，导致更高的效率。
图7 LG电子SB035Z6离子电池单元SEM横截面从雪佛兰螺栓
LG Electronics Vista 2.0电池组直接向LG电子设备提供电源2429-6561单功率逆变器模块，如图8所示。盖子从变频器模块中取出，两台印刷电路板（PCB）被移除，露出大型英飞凌FS800R07A2E3 IGBT3（650 V 800 A）电源模块安装在压铸铝壳底部，如图9所示。该功率模块提供驱动驱动单元的电动机所需的3相交流电源。
图8 LG Electronics 2429-6561单功率逆变器模块
图9内部LG电子2429-6561单功率逆变器模块
图10显示了InfineonFS800R07A2E3.去掉陶瓷盖的IGBT3。该器件由三个独立的半桥IGBT功率级组成，每个功率级由四对IGBT芯片和四对二极管芯片组成。FS800R07A2E3是一个IGBT3混合包TM值2个电源模块，具有沟槽门和现场停止植入物。
图10英飞凌FS800R07A2E3 IGBT3（650 V 800 A）
图11显示了在FS800R07A2E3中发现的一个IGBT模具的轮廓扫描电镜横截面。该垂直装置具有具有沟槽栅极的顶部发射器/源金属化。TechInsights分析了几种IGBT沟槽栅IGBT技术，包括InfineonFP10R12W1T7B11BOMA1[2]中最新的更先进的IGBT7技术。
图11英飞凌FS800R07A2E3 IGBT3模具截面- SEM
混合动力和电动汽车技术依赖于广泛的电力电子和锂离子电池技术。与作者的第一辆车——1983年的丰田花冠——相比，这是非同寻常的。1983年款花冠的特点是机械分配器，它控制火花塞点火，最复杂的电子部件可能是AM/FM收音机，它的特点是机械按钮调谐。相比之下，现代混合动力和电动汽车，甚至传统的汽油动力汽车，都充斥着复杂的电子产品。
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1三星SDI EB-BG977abu锂离子电池探索性分析，TechInsights，EXR-1909-801。
2Infineon FP10R12W1T7B11BOMA1 TRENCHSTOP IGBT7 Power Essentials Summary, TechInsights, pef - 1812 -801。
