在丰田混动汽车的复杂系统中，有一个 “神秘黑匣子”，默默掌控着电能与机械能的高效转化，它就是普锐斯逆变器。今天，我们将挥动拆解工具，打开这个技术 “黑匣子”，探索它究竟隐藏着哪些不为人知的奥秘，解开第三代普锐斯逆变器的神秘面纱。

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外观与基本信息

（一）外观端子

逆变器前部有3个孔，设有连接电缆的端子，可按顺序连接电池、发电机和电动机。在逆变器内部的盒子中，进行着电力转换。比如，从电池获取电力，经逆变器驱动电动机运转；利用发电机产生的电力给电池充电，或者驱动电动机。

（二）冷却系统

逆变器有一处盖子，相对位置也有一个盖子，移除盖子后，能看到可供冷却水通过的孔，冷却水从一侧流入，另一侧流出。普锐斯采用双冷却系统，一是用于冷却发动机，二是用于冷却逆变器。之所以如此设计，是因为逆变器中的半导体组件对热量敏感，其工作温度不应超过105℃。发动机冷却水温度可能会超过100℃，若让高温的发动机冷却水流入逆变器，会损坏内部部件。因此，为逆变器单独配备冷却系统，且发动机和逆变器各有独立的散热器。

拆解过程与部件分析

（一）外壳与电容

逆变器周围有很多固定部件的螺栓，拆除相关螺栓后打开盖子。原本难以拆除，通过打开两处盖子并移除内部螺栓，才成功打开，过程中内部稍有损坏。盖子背面的黑色物体是电容器，在拆除盖子时，因强行拉扯导致部分损坏，但不影响后续分析。该电容器体积较大，经确认是薄膜电容器，背面标有松下制造，产地日本，且标注了电容值。此逆变器内共有3个薄膜电容器，电容值分别为750V 880μF、470V 315μF、860V 0.562μF，推测470V 315μF薄膜电容器用于电池电压平滑，750V和860V电容器用于DC/DC转换器升压后的平滑和滤波。

（二）电阻与电路板

电容器旁边的白色物体是电阻，阻值为136kΩ，用于电容器放电。逆变器主体一侧是基板，底部装有各种半导体。电子板表面标有丰田标识，旁边的IC也印有丰田标志，板上有多个IC，其中三个IC仅安装在此板上。经观察，一个IC为NEC生产，另一个标有字母D的标志，推测是电装（DENSO）标志，还有一个是东芝IC。可见，该逆变器大量采用日本制造商的零部件。

（三）电感与相关电路

查看电路板背面，能看到电感绕有许多铜线。普锐斯电池电压为200V，需通过DC/DC转换器将电压升至650V，用于升压电路的电感体积较大，旁边的黑色方形盒子是松下制造的薄膜电容器，同样标注了产地日本，电容值分别为DC 900V 0.8μF和950V DC 0.562μF，该电容器用于滤波。电感体积大、重量重且成本高，因此在设计中缩小其体积是关键。 逆变器内还有将200V电池电压降至室内使用的12V电压的电路，该部分有电感和控制电路。移除相关螺栓后，可进一步拆解查看内部结构。

（四）IGBT模块

移除相关部件后，露出逆变器的核心——IGBT模块，模块内有许多银色部件，即IGBT。表面覆盖有类似果冻的密封材料，用于改善绝缘、散热，并防止灰尘附着。模块中的IGBT应用于不同场景：

四个IGBT用于将200V电池电压升至650V，可能采用两两并联的方式，工作时两个IGBT协同工作。

六个IGBT连接到发电机，早前取出的端子与该部分相连，发电机的电力从这里输入，并在该部分进行整流。

右侧有12个IGBT，同样采用两两并联的方式，实际作为6个IGBT使用，用于驱动电动机的逆变器。驱动电动机时需要通过大量电流，为确保能承受相应的电流容量，采用两两并联的设计。而发电机部分的IGBT不采用并联或特殊设计，推测是因为流经的电流较小。IGBT在电动机驱动、发电机充电以及DC/DC转换器提升电池电压时工作，工作时会发热，整个模块温度升高。

模块下方设有水套，通过让冷却水循环流动来散热，实现高效的热量散发。尝试移除模块以观察散热情况，但IGBT模块与水套（热交换器）连接紧密，难以分离。模块背面涂抹了大量散热油脂，用于冷却电感等部件，冷却水不仅冷却IGBT模块，也对其他电感进行冷却。

（五）变压器

进一步拆解电感一侧，获取类似变压器的部件。变压器的铁芯用胶带固定，切开胶带后进行观察。变压器上涂抹有散热油脂，通过冷却水进行冷却，有次级绕组12V和初级绕组，推测初级绕组为200V系统。变压器通过磁通量转换电压，次级侧的线极其粗，这是因为12V会有较大电流流过，需要足够的线径来承载。移除电路板后，可看到更多半导体组件，包括用于切换变压器初级侧的部件，以及变压器次级侧的整流二极管。由于次级侧会有大电流流过，因此采用多个二极管并联的设计。

总结

本次成功拆解第三代普锐斯逆变器，发现其内部包含比预想更多的各类电子电路组件。不仅有电子电路板，还有处理大功率的IGBT模块以及背部的电感。对半导体部件的散热设计、大电流流动的布局设计等进行分析，既有趣又能让人感受到其设计的复杂性。希望本次拆解报告能为相关研究或学习提供参考 。