混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中電力電子技術(shù)應(yīng)用綜述(編輯修改稿)
2025-08-10 01:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 感器、液體冷卻回路以及和汽車通信的CAN總線接口。下面我們主要介紹功率控制單元的結(jié)構(gòu)組成和主要作用[4[5。圖4 Prius THSII整車電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖5 Prius THSII功率控制單元 電動(dòng)機(jī)/發(fā)電機(jī)用逆變器單元在Prius THS II主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)所用三相電壓型逆變器（功率分別為50kW和30kW）被集成在一個(gè)模塊上（如圖6所示，逆變器的電氣結(jié)構(gòu)圖如圖7所示），直流母線最大供電電壓被設(shè)定為500V。功率器件選用帶有反并聯(lián)續(xù)流二極管的商用IGBT（850V/200A），該功率等級(jí)的IGBT具有足以承受最大500V反壓的能力，以及其它諸如雪崩擊穿、瞬時(shí)短路的能力。圖6 電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)用逆變器集成模塊圖7 功率主回路示意圖電動(dòng)機(jī)用逆變器的每個(gè)橋臂都是由并聯(lián)有兩個(gè)IGBT模塊和二極管模塊組成，而發(fā)電機(jī)用逆變器的每個(gè)橋臂只包含有一個(gè)IGBT模塊和二極管模塊。每個(gè)IGBT芯片的面積為133mm2 ()，并且發(fā)射極使用了5um厚的鋁膜；而每個(gè)二極管芯片的面積為90mm2 (11mm)。目前，電動(dòng)汽車普遍采用PWM控制的電壓型逆變器，這種逆變器具有線路簡單、效率高的特點(diǎn)，同時(shí)PWM逆變器呈現(xiàn)出以下幾種發(fā)展趨勢(shì)：（1）通常采用IGBT器件，工作頻率高，并減少了低頻諧波分量和起動(dòng)時(shí)的電流沖擊，當(dāng)前國外應(yīng)用的最高開關(guān)頻率已達(dá)20 kHz；（2）電機(jī)額定頻率相應(yīng)提高了，擴(kuò)大了調(diào)速范圍，在更好地滿足運(yùn)行要求的同時(shí)，減少電機(jī)的體積和重量，提高功率比。目前國外電動(dòng)汽車專用電機(jī)的最高額定頻率已達(dá)500 Hz；（3）采用DSP為核心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的矢量控制和運(yùn)算，電機(jī)可做到快速恒力矩起動(dòng)及弱磁高速運(yùn)行，這種控制系統(tǒng)穩(wěn)定，電流沖擊小，控制效率高。除了以上傳統(tǒng)的PWM 控制技術(shù)外，最近出現(xiàn)了諧振直流環(huán)節(jié)變換器和高頻諧振交流環(huán)節(jié)變換器。采用零電壓或零電流開關(guān)技術(shù)的諧振式變換器具有開關(guān)損耗小、電磁干擾小、低噪聲、高功率密度和高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，引起研究人員廣泛的興趣。目前應(yīng)用于功率變換器的常用電子開關(guān)器件主要有GTO、BJT、MOSFET、IGBT和MCT等，由于IGBT集BJT和MOSFET特點(diǎn)于一體，所具有的高阻抗壓控柵極，可明顯降低柵極驅(qū)動(dòng)功率，從而可使柵極驅(qū)動(dòng)電路集成化；并且IGBT具有的極短的開關(guān)時(shí)間，可使系統(tǒng)具有快速響應(yīng)能力，并減小了開關(guān)損耗，降低了噪聲，因此IGBT是很好的開關(guān)器件。MCT也是一個(gè)潛在的選擇器件，雖然
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