法拉第未来逆电器专利解析

作者：GeekCar



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。

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。



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…



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。





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…



「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。



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。



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…