技术丨电动摩托车电驱解决方案

在全球交通变革浪潮中，电动摩托车凭借零排放、低噪音的环保优势，正成为城市通勤与户外探险的新宠。与传统燃油车外形相似，却以电池储能、电机驱动、智能电控三大系统为核心，彻底颠覆了两轮交通工具的动力逻辑。其电力驱动系统采用高效轴传动设计，结构更简洁，密封性强、寿命更长，尤其适合高端及越野车型。现代电机技术不仅追求大功率、高扭矩的爆发力，更在运行平稳性与静音表现上不断突破，重新定义骑行体验。

电摩电驱单管解决方案

MOSFET作为电动摩托车电力驱动系统的核心功率器件，如图1所示，三个半桥拓扑分别连接电动机的三相绕组。电动机的起动﹑加速﹑减速﹑系统保护等功能均由MCU芯片控制三相半桥功率器件完成。

相对于一般的电动自行车，电动摩托车的电机功率更大，一般采用72V电压电池。芯迈半导体推出的SDN11N1P5TC-AA 产品，以自有的屏蔽栅工艺平台，开发出导通电阻极小﹑DS耐压超过110V的MOSFET器件，有效控制器件的导通损耗。SDN11N1P5TC-AA采用TOLL封装，相较于传统TO-263封装，PCB占板面积减少约30%，高度降低50%，电路板空间减少60%，适合高功率密度应用。TOLL封装寄生电感低，电流承载能力高，可减少功率损耗并提升EMI表现，同时降低大功率应用中并联MOSFET的数量，进一步缩小系统体积。

同时，为了提高电驱的可靠性，应对复杂的道路情况，SDN11N1P5TC-AA 在系统短路故障时的雪崩电流达到450A以上。

电驱功率主电路主要由三相半桥组成，开通过程会在桥臂中点产生高速变化的dv/dt，功率管的VDS电压变化通过米勒电容Cgd产生位移电流，从而在门极驱动电阻和寄生电感上产生正的电压干扰，当电压干扰使得门极电压超过器件的阈值电压就可能导致原本关断的功率管误开通。为了在大功率应用中避免出现误开通的问题，SDN11N1P5TC-AA优化了Qgd/Qgs（<0.4）的比例，控制门极电压干扰的幅度。

电摩电驱模块解决方案

目前推出的高端电动摩托车和越野电动摩托车替代传统燃油摩托车，其功率输出更大，电动机工作的相电流更高。电驱系统桥臂一般需要多个单管并联的方案。芯迈半导体推出的SH0P6G010SS5-AA（简称S5模块），是一款100V耐压，上下桥臂0.6mohm的半桥SGT MOSFET模块产品，封装外形尺寸：43.38mm*32.98mm*6.1mm，适用于大功率电机驱动系统。

相比单管解决方案，S5模块采用铜夹+DBC基板的结构，具有极低的封装寄生电阻和热阻（Rth,jc_DBC Bottom=0.12K/W）。采用S5模块的电驱系统的整体能量密度大幅度提高，系统的总体成本下降。

S5模块的桥臂并联MOSFET器件进行了参数匹配，并联器件的静态参数和开关特性较为一致，同时S5模块具有极低的环路寄生电感，并联器件的动静态电流较单管并联都较为均衡，开关时电压应力尖峰也较小。

SH0P6G010SS5-AA模块方案相比于单管并联方案，在电动摩托车电力驱动系统中在散热﹑均流﹑效率和能量密度方面有明显优势。由于大幅缩小了PCB面积和材质要求，同时省去了散热的铝基板，系统总体成本也得到降低。

随着L2级辅助驾驶、V2X车联网等更高级别智能功能在电动摩托车上的探索与应用，芯迈半导体将不断创新，持续研发更符合行业应用的产品，与行业伙伴携手并进，共同推动电动摩托车行业向更智能、更安全、更高效的方向加速迈进。