混合电动汽车用逆变器关键技术研究

关键字：混合电动汽车

 逆变器 

中心论题：
    * 电气系统设计
    * 逆变器设计关键技术
    * 系统可靠性设计
    * 实验室测试和实车运行考核
解决方案：
    * 主电路参数计算
    * 散热器和风机计算
    * 数字控制电路设计和软件设计
    * 总体结构设计

电动汽车（

EV）、混合电动汽车(HEV)和燃料电池汽车（FCEV）具有良好的应用前景和经

济效益，其中

HEV 的应用在当前一段时期可能达到较大 的规模。许多公司和科研机构对

HEV 的研究非常深入，所包括的不同于普通汽车的关键技术有：电池；电机及其驱动系统 ；
系统能源管理等。

 

电机及其驱动系统是

HEV 的关键部件。首先，其高可靠性必须能够保证 HEV 长期可靠工作；

其次，系统效率对

HEV 的能耗水平具有决定影响。现在得到 大规模应用的有基于永磁电机

和感应电机的变频调速系统（以下简称逆变器）。基于永磁电机的逆变器，以日立、川崎等
日本公司的产品最为成熟；基于异步电机的

 逆变器，ABB、SIEMENS、ALSTON 等欧洲著

名公司都能够提供不同功率等级的应用系统。在电力机车市场方面，产品应用和发展趋势也
是一致的。本

 文研究的是基于异步电机的逆变器，配套电机为湘电股份公司生产的 YQ57

型变频牵引异步电动机，应用于湘电股份公司的

XD6120 型 HEV 客车上。

    
不同于普通的风机、水泵等一般工业应用场合，应用于

HEV 的逆变器由于使用环境的特殊

性，其关键要求有：结构设计可靠，安装维修方便，防护等级高，适应恶劣的环境。
电气系统设计
HEV 的电气系统主要包括三个部分：蓄电池、电机、逆变器。参考文献对电气系统设计过程
进行了详细说明，而且也对这三个部分的参数进行了详细的说明和分析。
a.电机基本参数确定：电机的功率和转矩参数应根据 HEV 的速度要求、转矩特性和传动比
来 确 定

, 最 后 确 定 和 XD6120 型 混 合 电 动 汽 车 配 套 的 电 机 功 率 为 57kW ， 额 定 转 速 为

2000r/min, 最大起动转矩为 2Tn。
b.电压等级确定：由于汽车以安全为第一要素，因此在 HEV 上应用的 IGBT 以 600V 和
1200V 系列最为广泛。确定电池和电机电压的等级应考虑 如下因数：IGBT 在关断时有可能
产生过电压，因此

600V 系列 IGBT 实际使用时的直流侧电压低于 400V；电池电压是浮动

的，按照一般要求，最高电压

 等于额定电压的 120％；功率相同时，电压等级越高，电流