还在为逆变器“智造”发愁？看完这篇，妥了！（一）

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01# 逆变器技术发展趋势 逆变器是新能源电驱系统中最为重要的组成部分，是控制动力电源与驱动电机之间能量传输的装置。 随着新能源汽车行业的快速发展，整车系统对逆变器的要求也是“水涨船高”。高安全性、高功率密度、高EMC等级、高压化、高定制化、高集成度成为逆变器的技术发展趋势。 图1 逆变器技术发展趋势  图片来源：RIO电驱动 02# 逆变器质量管控的重要性 在电驱系统中，相对于电机和减速器这些机械部件，作为电器部件的逆变器，其鲁棒性要低一些。 想要提升逆变器的鲁棒性，就要从技术开发、生产制造、质量管控等多方面提升。 图2 某款电驱系统故障次数统计  图片来源：RIO电驱动 通过对某款电驱系统失效故障次数进行统计，可以看出，由于逆变器的鲁棒性低，其故障率几乎占整个电驱系统的一半。如果能够通过检测等手段，提升逆变器鲁棒性，并控制好逆变器的故障率，整个电驱系统的质量将会得到大幅提升。 03# 逆变器的质量控制方案  清洁度检测 新能源汽车逆变器因其独特的功能和构造，对清洁度也有着非常高的要求。 如果在生产环节，逆变器内部混入了导电颗粒，而导电颗粒有可能会依附在元器件的pin脚上，会使元器件之间绝缘间隙或爬电距离变小，严重的话会导致短路烧坏，引发零部件故障，甚至引发安全事故。 清洁度检测有两个关键环节： ?  异物萃取环节。零部件厂商将一定数量的零部件在一定的条件下清洗，将清洗液通过滤膜充分过滤，污染物被收集在滤膜表面，然后将滤膜干燥，即可得到可供检测的异物样本。 ?  污染物的性质分析和确定环节。通过成像设备，对获得的异物样本进行观察。按颗粒尺寸和数量统计污染物颗粒，来得到所测物体零部件的固体颗粒污染物结果。 蔡司带来了光镜和电镜联用的显微镜技术，有着图像识别和分析兼具的功能，来实现清洁度的检测和管控。 ?  把滤纸放在各个敏感位置收集异物颗粒，在一段时间后，拿到光学显微镜下进行分析。光镜搭载CNC载物台一次可以放6片滤纸，自动对每片滤纸进行扫描和拼接后，提取上面的颗粒信息。一次扫描即可呈现多通道偏光和明场的效果。针对不同标准实现归一化的统计分析（样品个数、面积、体积、高度）。自动输出统计报告，包括每个颗粒的图片、颗粒等级的统计等符合VDA19.2标准的报告。 ?  为了溯源，使用SEM进一步了解异物的元素组成和成分。光镜电镜联用技术，通过颗粒识别光镜的程序，可直接精确定位到目标颗粒，用SEM对它进行EDS成像，识别其元素组成和分布，来准确追溯污染物来源的电镜。 采用蔡司光镜和电镜联用的显微镜技术，能够一次做到既能识别污染，又能找到产生颗粒污染的根本原因，为逆变器的高质量的生产保驾护航。 图3 “一次扫描”的偏光度颗粒区分技术  图片来源：蔡司 逆变器元器件在组装中的非接触式检测 在逆变器中，核心的元器件有主控芯片、驱动芯片、电源芯片、功率芯片等。当前大部分电驱公司没有芯片检测能力。如逆变器在生产、测试过程中出现了质量问题，则无法及时寻找问题真因，并有针对性的解决问题。有可能会造成产线拉停等重大生产事故。 蔡司的高精度CT技术可以协助电驱厂商进行芯片内部结构的无损检测。避免因芯片质量问题而出现产线拉停事故的发生。 图4  芯片内部结构可以通过CT进行检测 图片来源：蔡司 逆变器内部存在诸多线束，这些线束多采用接插件的形式和PCBA板进行连接。也有一些板端连接器和PCBA通过焊接的形式连接在一起。 不管是线束的插接还是板端连接器的焊接，如果出现虚接、断路、变形、裂纹等缺陷，逆变器轻者将上报故障，影响车辆正常行驶。重则使车辆失去动力，危及驾驶员生命安全。 为杜绝上述问题发生，电控厂家需要应用先进的非接触式设备，在逆变器内部进行相关测试。 图5 逆变器的爆炸图  图片来源：蔡司 蔡司工业CT产品METROTOM可实现对逆变器内部进行离线的无损检测。 图6  蔡司工业CT产品 METROTOM  图片来源：蔡司 ?  蔡司的高分辨率和高精度工业CT METROTOM，可以获取完整的壳体和连接器尺寸。 通过重构清晰的三维模型，了解连接器内部缺陷和连接情况。通过高级复合材料伪影缩减（AMMAR），清晰的区分出定位销和塑料。可一次性扫描多样件，通过多样件拆分功能，自动分割成单独体积。  图7 连接器焊接质量检测  图片来源：蔡司 图8 连接器内部检测及数据处理  图片来源：蔡司 图9 插针以及嵌件注塑件Pin针根部位置度检测  图片来源：蔡司 图10 接插件各部位单独显示 图片来源：蔡司 ?  作为电控生产的“基石”，水冷板的尺寸保证了其他零部件的安装位置准确性和密封性。其质量的好坏，将直接影响整个逆变器的装配质量。 由于水冷板多为组件，需要确保最终产品（焊接或者组装）后的状态满足需求。 蔡司的高分辨率和高精度工业CT可以有效、快速的获得产品尺寸并与标注尺寸进行对比，整理数据。 通过直接对扫描结果点云的尺寸测量，可以有效地减少基准建立、产品更换工装等不必要的动作。快速获得复杂的尺寸结果。 重构三维模型获取内部信息。通过重构清晰的三维模型，了解内部缺陷和连接情况。通过高级复合材料伪影缩减（AMMAR），清晰的区分出不同材料。可一次性扫描多样件，通过多样件拆分功能，自动分割成单独体积。 图11 水冷板CT穿透检测（1） 图片来源：蔡司 图12 水冷板CT穿透检测（2） 图片来源：蔡司 上述所介绍的蔡司工业CT产品METROTOM设备属于非接触式CT扫描测量设备，对逆变器内部接插件、水冷板等逆变器内重要零部件性进行尺寸测量和质量管控。其带来的优势，不仅仅是检测的准确性和及时性，还有质量控制能力的提高。 首先，电控企业还可以通过收集各子部件尺寸的变化，反向去控制子部件供应商的产品质量问题，通过各个批次产品的尺寸差异，去确认产品在供应商处是否出现了某些不可控的因素。 其次，这有利于电控产品质量管控的正向开发，通过对数据的分析将质量过剩这类导致成本激增的影响尽快扼杀。

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