混合動力電動汽車中電力電子技術(shù)應(yīng)用綜述-文庫吧
2025-06-29 01:04 本頁面
【正文】 車公司均開發(fā)了包括轎車、面包車、貨車在內(nèi)的混合動力電動汽車。以作為混合動力電動汽車研發(fā)前沿的豐田汽車公司為例，所開發(fā)的混合動力電動汽車已達(dá)到實(shí)用化水平，自1997年所推出的世界上第一款批量生產(chǎn)的混合動力電動汽車Prius開始，其后又在2002年推出了混合動力面包車，該車混合動力系統(tǒng)采用了世紀(jì)首次批量生產(chǎn)的電動四輪驅(qū)動及四輪驅(qū)動力/制動力綜合控制系統(tǒng)。2003年，豐田又推出了新一代Prius，也被稱為“新時代豐田混合動力系統(tǒng)統(tǒng)——THS II”（見圖1），節(jié)能效果可達(dá)到100km油耗不足3L。從2004年開始，豐田公司向歐洲市場推出了一款新的Lexus RX型豪華混合動力轎車。豐田公司計劃2012年全部采用汽油電力混合發(fā)動機(jī)，以提高燃油經(jīng)濟(jì)性和降低排放污染。圖1 豐田新一代混合動力電動汽車Prius THSII 混合動力電動汽車分類及特點(diǎn)根據(jù)按照發(fā)動機(jī)與電動機(jī)的不同組合工作方式方式，混合動力電動汽車主要可以分為3類：串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式[3，基本結(jié)構(gòu)如圖2所示。圖2 混合動力電動汽車基本結(jié)構(gòu)圖3所示為不同混合動力類型中電動機(jī)與發(fā)動機(jī)的功率分配情況： 圖3 不同工作模式中電動機(jī)與發(fā)動機(jī)的功率分配示意圖在串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中，由發(fā)動機(jī)驅(qū)動發(fā)電機(jī)，利用發(fā)出的電能由電動機(jī)驅(qū)動車輪。即，發(fā)動機(jī)所發(fā)出的動能全部要先轉(zhuǎn)換成電能，利用這一電能使車輛行駛。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)采用的是發(fā)動機(jī)與電動機(jī)驅(qū)動車輪，根據(jù)情況來運(yùn)用這兩個動力源，由于動力源是并行的，故稱為并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)?；炻?lián)式也稱串并聯(lián)式，它可以最大限度地發(fā)揮串聯(lián)式與并聯(lián)式的各自優(yōu)點(diǎn)，豐田的Prius系列的混合動力系統(tǒng)采用的就是這種工作方式。工作時，利用動力分配器分配發(fā)動機(jī)的動力：一方面直接驅(qū)動車輪，另一方面自主地控制發(fā)電。由于要利用電能驅(qū)動電動機(jī)，所以與并聯(lián)式相比，電動機(jī)的使用比率增大了。3 HEV常用的電力電子技術(shù)及裝置本文結(jié)合豐田新一代混合動力系統(tǒng)THSⅡ，具體研究了電力電子技術(shù)在HEV中的應(yīng)用情況。THSⅡ的整車電氣驅(qū)動系統(tǒng)（見圖4）主要由采用AtkinSon 循環(huán)的高效發(fā)動機(jī)、永磁交流同步電動機(jī)、發(fā)電機(jī)、動力分配裝置、高性能鎳金屬氫化物（NIMH）電池、控制管理單元以及各相關(guān)逆變器和DCDC變換器等部件組成。高壓電源電路、各種逆變器和14V蓄電池用輔助DCDC變換器組成了功率控制單元（見圖5），該單元集成了DSP控制器、驅(qū)動和保護(hù)電路、直流穩(wěn)壓電容、半導(dǎo)體、絕緣體、傳
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