混合動力電動汽車中電力電子技術(shù)應(yīng)用綜述

1、編號： 時間：2021 年 x 月 x 日 書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁碼：第 1 頁 共 8 頁第 1 頁 共 8 頁混合動力電動汽車中電力電子技術(shù)應(yīng)用綜述 混合動力電動汽車中電力電子技術(shù)應(yīng)用綜述1 引言電力電子技術(shù)是研究應(yīng)用電力半導(dǎo)體器件實現(xiàn)電能變換和控制的學(xué)科，它是一門由電子、電力半導(dǎo)體器件和控制三者相互交叉而出現(xiàn)的新興邊緣學(xué)科。它研究的內(nèi)容非常廣泛，主要包括電力半導(dǎo)體器件、磁性材料、電力電子

2、電路、控制集成電路以及由其組成的電力變換裝置。目前，電力電子學(xué)研究的主要方向是[1>：（1）電力半導(dǎo)體器件的設(shè)計、測試、模型分析、工藝及仿真等；（2）電力開關(guān)變換器的電路拓撲、建模、仿真、控制和應(yīng)用；（3）電力逆變技術(shù)及其在電氣傳動、電力系統(tǒng)等工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用等。電動汽車（EV）作為清潔、高效和可持續(xù)發(fā)展的交通工具，既對改善空氣質(zhì)量、保護環(huán)境具有重大意義，又對日益嚴重的石油危機提供了解決方法；同時，電動汽車作為電力電子技術(shù)的一個新

3、的應(yīng)用領(lǐng)域，涵蓋了 DC／DC 和 DC／AC 的全部變換，是實用價值非常高的運用領(lǐng)域[2>。 2 混合動力電動汽車簡介當(dāng)前世界汽車產(chǎn)業(yè)正處于技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)大調(diào)整的發(fā)展時期，安全、環(huán)保、節(jié)能和智能化成為汽車界共同關(guān)心的重大課題。為了使人類社會和汽車工業(yè)持續(xù)發(fā)展，世界各國尤其是發(fā)達國家和部分發(fā)展中國家都在研究各種新技術(shù)來改善汽車和環(huán)境的協(xié)調(diào)性。電動汽車作為 21 世紀汽車工業(yè)改造和發(fā)展的主要方向，目前已從實驗室開發(fā)試驗階段過渡到商品

4、性試生產(chǎn)階段，世界上許多知名汽車廠家都推出了具有高科技水平的安全或環(huán)保型概念車，目的是為了引導(dǎo)世界汽車技術(shù)的潮流。2.1 各種類型電動汽車特點及其發(fā)展根據(jù)所使用的動力源不同，電動汽車大致可分為三類：蓄電池電動汽車或純電動汽車(Battery Electric Vehicle)、以氫氣為能源的燃料電池電動汽車（Fuel Cell Electric Vehicle）和混合動力電動汽車（Hybrid Electric Vehicle）。純電動

5、汽車是單獨依靠蓄電池供電的，但目前動力電池的性能和價格還沒有取得重大突破，因此，純電動汽車的發(fā)展沒有達到預(yù)期的目的；燃料電池電動汽車具有能量轉(zhuǎn)化率高、不污染環(huán)境、使用壽命長等不可比擬的優(yōu)勢。但是由于目前燃料電池技術(shù)和研究還沒有取得重大突破，燃料電池電動汽車的發(fā)展也受到了限制；混合動力電動汽車是同時采用了電動機和發(fā)動機作為其動力裝置，通過先進的控制系統(tǒng)使兩種動力裝置有機協(xié)調(diào)配合，實現(xiàn)最佳能量分配，達到低能耗、低污染和高度自動化的新型汽車。

6、自 1995 年以來，世界各大汽車生產(chǎn)商已將研究的重點轉(zhuǎn)向了混合動力電動汽車的研究和開發(fā)，日本、美國和德國的大型汽車公司均開發(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到實用化水平，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)采用了世紀首次批量生產(chǎn)的電動四輪

7、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，以提高燃油經(jīng)濟性和降低編號： 時間：2021 年 x 月 x 日 書山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 書

8、山有路勤為徑，學(xué)海無涯苦作舟 頁碼：第 3 頁 共 8 頁第 3 頁 共 8 頁圖 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與發(fā)動機的功率分配情況： 圖 3 不同工作模式中電動機與發(fā)動機的功率分配示意圖在串聯(lián)式混合動力系統(tǒng)中，由發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機，利用發(fā)出的電能由電動機驅(qū)動車輪。即，發(fā)動機所發(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)動機與電動機驅(qū)動車輪，根據(jù)情況來運用這兩個