电力电子技术在电动汽车中的应用ppt课件
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新能源汽车电工电子与电力电子基础课件第章4-2024鲜版
设计原则 BMS系统的设计应遵循安全性、可靠性、实时性、可扩展 性等原则，同时还需要考虑成本、易用性等因素。
26
数据采集、状态估计和均衡管理算法实现
01
数据采集
通过传感器采集电池的电压、电流、温度等数据，并对数据进行预处理
和滤波，以提高数据的准确性和可靠性。
02
状态估计
基于采集的数据和电池模型，对电池的荷电状态（SOC）、健康状态
30
运营模式创新及政策支持力度
运营模式创新
鼓励企业开展多元化合作模式，如公私合营、 特许经营等，激发市场活力；推动充电设施 与互联网、物联网等技术的融合，实现智能 化、便捷化的运营管理。
政策支持力度
加大对充电设施建设和运营的政策扶持力度， 如给予财政补贴、税收优惠、土地政策等支 持；加强行业监管和标准制定，保障充电设 施建设和运营的规范有序进行。
电阻
电容
电感
二极管与三极管
限制电流的元件，用于 分压、分流或负载等。
Байду номын сангаас2024/3/28
储存电荷的元件，用于 滤波、耦合或旁路等。
储存磁能的元件，用于 扼流、滤波或振荡等。
半导体器件，用于整流、 放大或开关等电路。
10
03
电力电子器件与变换技术
2024/3/28
11
电力二极管、晶闸管等器件特性分析
（SOH）等进行估计，以便对电池进行更精确的管理和控制。
2024/3/28
03
均衡管理算法实现
针对电池组中各单体电池之间的不一致性问题，设计均衡管理算法，通
过控制各单体电池的充放电过程，实现电池组的均衡运行，提高电池组
的整体性能和使用寿命。
27
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数据采集、状态估计和均衡管理算法实现
01
数据采集
通过传感器采集电池的电压、电流、温度等数据，并对数据进行预处理
和滤波，以提高数据的准确性和可靠性。
02
状态估计
基于采集的数据和电池模型，对电池的荷电状态（SOC）、健康状态
30
运营模式创新及政策支持力度
运营模式创新
鼓励企业开展多元化合作模式，如公私合营、 特许经营等，激发市场活力；推动充电设施 与互联网、物联网等技术的融合，实现智能 化、便捷化的运营管理。
政策支持力度
加大对充电设施建设和运营的政策扶持力度， 如给予财政补贴、税收优惠、土地政策等支 持；加强行业监管和标准制定，保障充电设 施建设和运营的规范有序进行。
电阻
电容
电感
二极管与三极管
限制电流的元件，用于 分压、分流或负载等。
Байду номын сангаас2024/3/28
储存电荷的元件，用于 滤波、耦合或旁路等。
储存磁能的元件，用于 扼流、滤波或振荡等。
半导体器件，用于整流、 放大或开关等电路。
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03
电力电子器件与变换技术
2024/3/28
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电力二极管、晶闸管等器件特性分析
（SOH）等进行估计，以便对电池进行更精确的管理和控制。
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03
均衡管理算法实现
针对电池组中各单体电池之间的不一致性问题，设计均衡管理算法，通
过控制各单体电池的充放电过程，实现电池组的均衡运行，提高电池组
的整体性能和使用寿命。
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(2024年)电力电子技术完整版全套PPT电子课件
实验报告撰写与答辩
讲解实验报告的撰写要求和答辩技巧 ，提高学生的综合素质和能力。
36
08
电力电子技术应用案例
2024/3/26
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新能源发电系统中电力电子技术应用
光伏发电系统
最大功率点跟踪（MPPT ）技术、逆变器并网技术 、孤岛检测与保护技术等 。
2024/3/26
风力发电系统
变桨距控制技术、变速恒 频技术、直驱式永磁风力 发电技术等。
2024/3/26
13
可控整流电路分析与应用
可控整流电路原理
可控整流电路通过控制触发角α的大小，实现对输出电压的调 节。
2024/3/26
可控整流电路应用
可控整流电路广泛应用于直流调速、电力拖动、电解、电镀 等领域。
14
滤波电路原理与设计方法
滤波电路原理
滤波电路是利用电容、电感等元件对交流电的频率特性进行滤波，从而得到平 滑的直流电的电路。
高性能器件选择
选用高性能的功率器件和驱动电路，提高电路的工作频率和可靠性。例如，选用低导通电阻和低栅极电荷的 MOSFET可以降低电路的导通损耗和开关损耗；选用高耐压和高电流的IGBT可以提高电路的带负载能力等 。
系统优化与热设计
对系统进行全面的优化和热设计，确保电路在高负载、高温等恶劣环境下仍能稳定可靠地工作。例如，采用 合理的散热结构和风扇控制策略可以降低电路的工作温度；采用模块化设计可以提高电路的维修性和可扩展 性等。
2024/3/26
功率场效应晶体管（Power MOSFE…
阐述Power MOSFET和IGBT的结构、特点以及在电力电子电路中的 广泛应用。
11
03
整流与滤波技术
2024/3/26
新能源汽车电工电子与电力电子基础课件(中)
28
第一节 电动汽车电机
四、 电动汽车对电机的要求
（１） 过载能力要强 （２） 基速比要大 （３） 设计目标要求高 （４） 功率密度要高 （５） 可控性要好 （６） 工作环境差
29
第二节 电动汽车永磁电机结构
一、 永磁无刷电机的优点
１） 电机转子由高磁能永磁材料制作， 对于给定的输出功率， 它的质 量和体积能够大大减小， 使得功率密度提高。 ２） 转子为永磁体， 转子铜损耗小于感应电机， 其效率高于感应电机。 ３） 电机发热主要集中在定子上， 易于采取散热措施。 ４） 永磁体没有其他励磁制造缺陷、 过热或机械损坏的限制， 因而可 靠性较高。
第五章 直流电机
知识目标
能说出简单有刷直流电机的工作原理。 能说出简单有刷永磁直流电机的有刷、 永磁和直流分别指什么说的。 能说出直流电机在加负载后的电流变化。
2
技能目标
能更换汽车起动机。 能正确拆装汽车起动机。 能对汽车起动机进行必要的检查。 能说出汽车上大功率的有刷直流电机有哪些， 功率分别大约是多少瓦。 通过钳形电流表和万用表测量汽车起动工况时起动机的实际功率是多少
安全用电
三、 什么是安全电压
安全电压与工作领域有关， 我们所说的安全电压大小必须在一定的领域下 提出才是有效的。 比如是电动汽车领域， 还是变压器之后的工业交流用电领 域 （ ＴＮ 网络）。 因为它们的电网络是不同的， 变压器之后的工业交流用电 领域为 “ ＴＮ 网络”， 电动汽车为 “ ＩＴ ＋ ＴＮ 网络”。 网络不同导致安全 程度和防护方法不同。
6
第二节 直流电机的基本原理
一、 直流电机的工作原理
7
第二节 直流电机的基本原理
二、 直流电机的简单计算
电枢旋转后， 绕组的线圈边又因切割磁力线而产生感应电动势， 用右 手定则判断， 它的方向与绕组中的电流方向是相反的， 称为反电动势， 记作 ＥＣ。 因此， 直流电动机运转时，电枢中的电流为
第一节 电动汽车电机
四、 电动汽车对电机的要求
（１） 过载能力要强 （２） 基速比要大 （３） 设计目标要求高 （４） 功率密度要高 （５） 可控性要好 （６） 工作环境差
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第二节 电动汽车永磁电机结构
一、 永磁无刷电机的优点
１） 电机转子由高磁能永磁材料制作， 对于给定的输出功率， 它的质 量和体积能够大大减小， 使得功率密度提高。 ２） 转子为永磁体， 转子铜损耗小于感应电机， 其效率高于感应电机。 ３） 电机发热主要集中在定子上， 易于采取散热措施。 ４） 永磁体没有其他励磁制造缺陷、 过热或机械损坏的限制， 因而可 靠性较高。
第五章 直流电机
知识目标
能说出简单有刷直流电机的工作原理。 能说出简单有刷永磁直流电机的有刷、 永磁和直流分别指什么说的。 能说出直流电机在加负载后的电流变化。
2
技能目标
能更换汽车起动机。 能正确拆装汽车起动机。 能对汽车起动机进行必要的检查。 能说出汽车上大功率的有刷直流电机有哪些， 功率分别大约是多少瓦。 通过钳形电流表和万用表测量汽车起动工况时起动机的实际功率是多少
安全用电
三、 什么是安全电压
安全电压与工作领域有关， 我们所说的安全电压大小必须在一定的领域下 提出才是有效的。 比如是电动汽车领域， 还是变压器之后的工业交流用电领 域 （ ＴＮ 网络）。 因为它们的电网络是不同的， 变压器之后的工业交流用电 领域为 “ ＴＮ 网络”， 电动汽车为 “ ＩＴ ＋ ＴＮ 网络”。 网络不同导致安全 程度和防护方法不同。
6
第二节 直流电机的基本原理
一、 直流电机的工作原理
7
第二节 直流电机的基本原理
二、 直流电机的简单计算
电枢旋转后， 绕组的线圈边又因切割磁力线而产生感应电动势， 用右 手定则判断， 它的方向与绕组中的电流方向是相反的， 称为反电动势， 记作 ＥＣ。 因此， 直流电动机运转时，电枢中的电流为
汽车电工电子技术课件 任务3整流逆变技术在新能源汽车中的应用
8.3.2 DC-DC介绍
DC/DC就是先把直流电逆变为交流电，再把逆变后的交流电 经过整流滤波转化为不同规格的直流电。
1、DC/DC转换器外形 如图8.26所示是一个DC/DC转换器。例如在北汽的电动汽车 上，DC/DC在整车上电时工作，它能将动力电池320V的高压电 转换成14V低压电源供给全车的汽车电器工作，并且在低压蓄电 池亏电时给其充电，其作用相当于传统燃油车上的发电机。
图8.26 DC╱DC外形图
8.3.2 DC-DC介绍
2、DC╱DC工作原理 如图8.27所示，DC╱DC转换器就是重复通断开关，把直流电压或电流转换成高频方波电压或 电流，再经整流平滑变为直流电压输出。DCDC转换器一般由控制芯片、电感线圈、二极管、三 极管、电容器等构成。DC/DC转换器分为三类：升压型DC/DC转换器、降压型DC/DC转换器以 及升降压型DC/DC转换器，根据需求可采用三类控制。其中PWM控制型效率高，并具有良好的 输出电压纹波和噪声。 3、DC╱DC内部电路图
8.3 整流逆变技术在新 能源汽车中的应用
演讲人
8.3.1 AC-DC介绍
AC-DC就是将交流电转化成直流电，新能源电动汽 车的车载充电机就是一种AC-DC，它是把交流电经过整 流滤波电路后，得到了一个不稳定的直流电，然后经过 逆变将不稳定的直流电变为交流电后再次经过整流滤波 电路变为稳定的直流电。如图8.24所示。
图 电机控制器内部电路图
8.3.3 电机控制器介绍
5.电机控制器的检测方法 （1）环境条件：温度在-20℃-40℃，相对湿度在10%-75%之间。 （2）使用环境条件：当环境温度在-20℃-80℃时，控制器能按规定的定额运行。在相 对湿度不超过100%情况下能正常工作，即控制器表面产生凝露时也可正常工作。 （3）实验检查项目：机械尺寸及外观检测，按照产品的设计图纸，检查控制器外形和 安装尺寸是否符合要求，外观是否整洁无损伤，表面是否贴有检验标识和铭牌，字迹内容要 求清晰无误，控制器出线铜排表面平整，安装牢固可靠，整齐无污渍。 （4）基本性能检测。控制器可在规定的电压和电流下正常运行。控制器应可以使无刷 直流电机实现怠速、正反转运行、调速等基本功能的控制。
PPT电子教程：新能源汽车电气技术
1.电源： 为汽车电气设备提供电能，保证汽车的正常行驶和停车时电气设备的待机。
传统燃油汽车上装有两个电源，即蓄电池和发电机。对于纯电动新能源汽车而
言，由于车辆动力电池本身存储大量的电，无需再使用发电机发电，故可以用 DC-DC装置将动力电池的高压直流电，变成车辆控制系统使用的12V低压直流电， 取代发电机。除了常见的电池和DC-DC电源外，汽车电路中还有一种电源就是电 容，它为特殊要求的设备进行供电（如安全气囊）。
4.高压控制盒 高压控制盒也叫高压配电盒，主要用于动力电池电源的输出及分配，实现对
支路高压用电器的保护及切断。高压控制盒内部主要包含熔断器、PTC控制板、快 充继电器等，目前随着电子技术的进步，通常将高压控制盒与车载充电机及电机 控制器集成在一个模块中，以便减小体积、提升可靠性。如图所示单体的高压控 制盒。
图开关控制电路和开关继电器控制电路
不同类型的控制装置符号
现代汽车还大量使用电子控制装置，包括简单的电子模块（如车窗玻璃升降
控制模块）和微电脑形式的电子控制模块（如车身控制模块BCM、整车控制器模 块VCU等）。电子控制装置则是通过接收开关或传感器等控制信息，然后做出指 令直接控制用电设备或控制继电器间接控制用电设备，其构成如图所示。
（一）高电压电气系统元件认知 纯电动车有一套高电压供电系统，主要包括动力电池、电机控制器、驱动电机、 电动压缩机、PTC加热器等高电压部件。此外动力蓄电池还有一套直流快充充电系 统和一套交流慢充充电系统，如图所示为电动汽车高电压电气系统结构框架图。
图电动汽车高电压电气系统结构框架图
1.动力蓄电池
原理框图通常采用带符号的方框或者带注释的方框表示部件，各个方框之间线条，仅表示各自的连 接关系，不代表连接线的数量。通常带注释的方框这种方式应用比较广泛，也可以同时采用文字和符号。
电力电子技术课件 第7章 电力电子技术应用
7.1.4混合动力电动汽车对电力电子 技术的要求
受实际运用条件的限制，要求混合 动力电动汽车用电力电子技术及装置应 具有成本低、体积小、比功率大、易于 安装的特点。除此之外，下面的技术细 节需进行重点考虑:
(1)电力电子装置密封问题 (2)电磁兼容/ 电磁干扰(EMC/EMI)问 题
(3)直流母线电压利用问题 (4)电力电子装置控制问题
图7-2 混联工作方式
7.1.3电气系统结 构及各部分电力 电子装置
图7-3 Prius THSⅡ整车电气系统结构
下面主要介绍功率控制单元的结构 组成和主要作用 。
1．电动机/发电机用逆变器单元 2．DC-DC 升压变换器单元 3．DC-DC 降压变换器单元
图7-4 功率主回路示意图
图7-5 Prius THSⅡ可变压系统电路结构图
图7-15 带双向变换器的独立光伏发电系统电路图
图7-11 太阳能光伏发电系统
(1)独立光伏发电系统
图7-12所示为一种常用的太阳 能独立光伏发电系统结构示意图， 该系统由太阳能电池阵列、DC/DC 变换器、蓄电池组、DC/AC逆变器 和交直流负载构成。
图7-12 独立光伏发电系统
(2)并网光伏发电系统
图7-13所示一种常用的并网光伏发 电系统结构示意图，该系统包括太阳能 电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变 器、交流负载、变压器，另外该系统可 根据需要在DC/DC变换器输出端并联蓄 电池组，以用于提高系统供电的可靠性， 但系统成本将增加。
7.2半导体照明技术
LED光源与传统光源相比较，具有 如下的优点：超长寿命，可达几万小时， 传统光源一般为几千小时；结构坚固， 没有钨丝、玻壳等容易损坏的部件，具 有极高的抗震性能；响应速度快，光通 上升时间短；对点灯线路要求低，易实 现调光和智能控制；耐开关冲击，适用 于频繁开关场合；高效节能，现有光效 已经超过白炽灯，理论光效可达200 lm/W ；不含汞、铅等有害物质，没有 双向变换器的独立光伏发电 系统结构框图如图7-14所示。该系 统主要包括几个部分：太阳能电池 阵列、BOOST变换器（升压变换 器）、负载、双向BUCK-BOOST 变换器（升降压变换器）、蓄电池 以及控制电路，如图图7-15所示。
汽车电工电子技术PPT课件
dt
Im
sint
90
电压超前电流90度角。电压与电流有效值关系：U X C I或I 电压与电流向量关系： U j X C I
U XC
其中容抗
XC
1
C
1
2fC
电感平均功率为零，即产生无功功率，大小为： QC UI
U2 XC
第三章 交流电路
4.RLC串联交流电路
（1）电压与电流关系
电流为 i Im sin t 时，各元件端电压为 uR U Rm sin t
第三章 交流电路
二、三相交流电路 1.三相交流电源
以A相线为参考，可得
uA Um sin t
uB Um sint 120 uC Um sint 240 Um sint 120
第三章 交流电路
在低压配电系统中，
2.三相负载的连接 （1）负载的星型连接
三u相A ,电uB压, u为C220V。 uAB三, u相B之C ,间uC的A线电压为380V。
（3）复数的运算
A a1 ja2 A1 B b1 jb2 B2
则有 A B a1 b1 ja2 ， b2
第三章 交流电路
3.单一参数正弦交流电路
（1）纯电阻交流电路
电流瞬时值 i Im sin t
电阻两端电压 u iR RIm sin t Um sin t
有效值电流电压关系 U IR
第三章 交流电路
（2）负载的三角形连接
第四章 常见电机
常见的电机分为直流电机、交流异步电机和交流同步发电机。直流电机和交流同步发电机 广泛应用于汽车当中。 一、直流电动机 1.直流电机的结构
直流电机都有静止部分和旋转部分。静止部分称为定子，旋转部分称为转子，定子和转子 之间的间隙称为空气隙。汽车起动机属于典型的串励式直流电机。 （1）定子部分分为主磁极、换向磁极、电刷装置、机座、端盖。
Im
sint
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电压超前电流90度角。电压与电流有效值关系：U X C I或I 电压与电流向量关系： U j X C I
U XC
其中容抗
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2fC
电感平均功率为零，即产生无功功率，大小为： QC UI
U2 XC
第三章 交流电路
4.RLC串联交流电路
（1）电压与电流关系
电流为 i Im sin t 时，各元件端电压为 uR U Rm sin t
第三章 交流电路
二、三相交流电路 1.三相交流电源
以A相线为参考，可得
uA Um sin t
uB Um sint 120 uC Um sint 240 Um sint 120
第三章 交流电路
在低压配电系统中，
2.三相负载的连接 （1）负载的星型连接
三u相A ,电uB压, u为C220V。 uAB三, u相B之C ,间uC的A线电压为380V。
（3）复数的运算
A a1 ja2 A1 B b1 jb2 B2
则有 A B a1 b1 ja2 ， b2
第三章 交流电路
3.单一参数正弦交流电路
（1）纯电阻交流电路
电流瞬时值 i Im sin t
电阻两端电压 u iR RIm sin t Um sin t
有效值电流电压关系 U IR
第三章 交流电路
（2）负载的三角形连接
第四章 常见电机
常见的电机分为直流电机、交流异步电机和交流同步发电机。直流电机和交流同步发电机 广泛应用于汽车当中。 一、直流电动机 1.直流电机的结构
直流电机都有静止部分和旋转部分。静止部分称为定子，旋转部分称为转子，定子和转子 之间的间隙称为空气隙。汽车起动机属于典型的串励式直流电机。 （1）定子部分分为主磁极、换向磁极、电刷装置、机座、端盖。
电力电子技术在电动汽车中的应用
并联式混合动力系统采用的是发动机与电动机驱
动车轮，根据情况来运用这两个动力源，由于动力源 是并行的，故称为并联式混合动力系统。
混联式也称串并联式，它可以最大限度地发挥串 联式与并联式的各自优点，丰田的Prius系列的混合动 力系统采用的就是这种工作方式。工作时，利用动力 分配器分配发动机的动力：一方面直接驱动车轮，另 一方面自主地控制发电。由于要利用电能驱动电动机， 所以与并联式相比，电动机的使用比率增大了。
2、各种类型电动汽车特点及其发展
▪ 根据所使用的动力源不同，电动 汽车大致可分为三类：蓄电波电 动汽车或纯电动汽车(Battery Electric Vehicle)、以氢气为能源 的燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle）和混合动力电 动汽车（Hybrid Electric Vehicle）。
▪ 混合动力电动汽车是同时采用了电动机和 发动机作为其动力装置，通过先进的控制 系统使两种动力装置有机协调配合，实现 最佳能量分配，达到低能耗、低污染和高 度自动化的新型汽车。自1995年以来， 世界各大汽车生产商已将研究的重点转向 了混合动力电动汽车的研究和开发，日本、 美国和德国的大型汽车公司均开发了包括 轿车、面包车、货车在内的混合动力电动 汽车。
8、HEV对电力电子技术的要求
受实际运用条件的限制，要求混合动力电动汽车用电 力电子技术及装置应具有成本低、体积小、比功率大、 易于安装的特点。除此之外，下面的技术细节需进行 重点考虑： （1） 电力电子装置密封问题 各种车用电力电子装置必须要进行有效的密封，以耐 受温度和振动的影响，并能防止各种汽车液体的侵入。 （2）电磁兼容/电磁干扰（EMC/EMI）问题 混合动力电动汽车是一个相对狭小的空间，里面包含 有各种控制芯片和弱电回路，因此在进行车载电力电 子装置设计时，为了消除将来的事故隐患，必须要很 好的研究并解决EMC/EMI问题。
动车轮，根据情况来运用这两个动力源，由于动力源 是并行的，故称为并联式混合动力系统。
混联式也称串并联式，它可以最大限度地发挥串 联式与并联式的各自优点，丰田的Prius系列的混合动 力系统采用的就是这种工作方式。工作时，利用动力 分配器分配发动机的动力：一方面直接驱动车轮，另 一方面自主地控制发电。由于要利用电能驱动电动机， 所以与并联式相比，电动机的使用比率增大了。
2、各种类型电动汽车特点及其发展
▪ 根据所使用的动力源不同，电动 汽车大致可分为三类：蓄电波电 动汽车或纯电动汽车(Battery Electric Vehicle)、以氢气为能源 的燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle）和混合动力电 动汽车（Hybrid Electric Vehicle）。
▪ 混合动力电动汽车是同时采用了电动机和 发动机作为其动力装置，通过先进的控制 系统使两种动力装置有机协调配合，实现 最佳能量分配，达到低能耗、低污染和高 度自动化的新型汽车。自1995年以来， 世界各大汽车生产商已将研究的重点转向 了混合动力电动汽车的研究和开发，日本、 美国和德国的大型汽车公司均开发了包括 轿车、面包车、货车在内的混合动力电动 汽车。
8、HEV对电力电子技术的要求
受实际运用条件的限制，要求混合动力电动汽车用电 力电子技术及装置应具有成本低、体积小、比功率大、 易于安装的特点。除此之外，下面的技术细节需进行 重点考虑： （1） 电力电子装置密封问题 各种车用电力电子装置必须要进行有效的密封，以耐 受温度和振动的影响，并能防止各种汽车液体的侵入。 （2）电磁兼容/电磁干扰（EMC/EMI）问题 混合动力电动汽车是一个相对狭小的空间，里面包含 有各种控制芯片和弱电回路，因此在进行车载电力电 子装置设计时，为了消除将来的事故隐患，必须要很 好的研究并解决EMC/EMI问题。
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循环的高效发动机、永磁交流同步电动机、发电
机、动力分配装置、高性能镍金属氢化物（NI—
MH）电池、控制管理单元以及各相关逆变器的
DC—DC变换器等产件组成。
高压电源电路、各种逆变器和14V蓄电池用
辅助DC-DC变换器组成了功率控制单元，该单元
集成了DSP控制器、驱动和保护电路、直流稳压
电容、半导体、绝缘体、传感器、液体冷却回路
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电动机用逆变器的每个桥臂都是由并联有两个 IGBT模块和二极管模块。每个IGBT芯片的面积 为133mm2（13.7mm×9.7mm），并且发射极 使用了5μm 厚的铝膜；而每个二极管芯片的面积 为90mm2(8.2mm×11mm)。
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6、PWM控制的电压型逆变器
分配器分配发动机的动力：一方面直接驱动车轮，另
一方面自主地控制发电。由于要利用电能驱动电动机，
所以与并联式相比，电动机的21使用比率增大了。
.
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4、 HEV常用的电力电子技术及装置
结合丰田新一代混合动力系统THS Ⅱ，具体
研究发电力电子技术在HEV中的应用情况。
THSⅡ的整车电气驱动系统主要由采用AtkinSon
轿车、面包车、货车在内的混合动力电动
汽车。
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日本丰田汽车公司
▪ 以作为混合动力电动汽车研发前沿的丰田汽车公司为例， 所开发的混合动力电动汽车已达到实用化水平，自 1997年所推出的世界上第一款批量生产的混合动力电 动汽车Prius开始，其后又在2002年推出了混合动力面
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▪ 纯电动汽车是单独依靠蓄电池供电的，但 目前动力电池的性能和价格还没有取得重 大突破，因此，纯电动汽车的发展没有达 到预期的目的；
▪ 燃料电池电动汽车具有能量转化率高、不 污染环境、使用寿命等不可比拟的优势。 但是由于目前燃料电池技术和研究还没有 取得重大突破，燃料电池电动汽车的发展 也受到了限制。
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3、混合动力电动汽车分类及特点
▪ 根据按照发动机与电动机的不 同组合工作方式，混合动力电 动汽车主要可以分为三类：串 联式、并联式和混联式，基本 结构如下图
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在串联式混合动力系统中，由发动机驱动发电机，
利用发出的电能由电动机驱动车轮。即，发动机所发
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电力电子技术在电 动汽车中的应用
班级：电气121502班 姓名：张山 学号：201115010340
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1、电动汽车简介
当前世界汽车产业正处于技术革命和产业大调整 的发展时期，安全、环保、节能和智能化成为汽车界 共同关心的重大课题。为了使人类社会和汽车工业持 续发展，世界各国尤其是发达国家和部分发展中国家 都在研究各种新技术来改善汽车和环境的协调性。
目前，电动汽车普遍采用PWM控制的电压型逆变器，
这种逆变器具有线路简单、效率高的特点，同时PWM
逆变器呈现出以下几种发展趋势：
（1） 通常采用IGBT器件，工作频率高，并减少了低
频谐波分量和起动是的电流冲击，当前国外应用的最高
开关频率已达20kHz；
（2） 电机额定频率相应提高了，扩大了调速范围，在
电动汽车作为21世纪汽车工业改造和发展的主要 方向，目前已从实验开发试验阶段过渡到商品性试生 产阶段，世界上许多知名汽车厂家都推出了具有高科 技水平的安全或环保型号概念车，目的是为了引导世 界汽车技术的潮流。
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2、各种类型电动汽车特点及其发展
▪ 根据所使用的动力源不同，电动 汽车大致可分为三类：蓄电波电 动汽车或纯电动汽车(Battery Electric Vehicle)、以氢气为能源 的燃料电池电动汽车（Fuel Cell Electric Vehicle）和混合动力电 动汽车（Hybrid Electric Vehicle）。
更好地满足运行要求的同时，减少电机的体积和重量，
提高功率比。目前国外电动汽车专用电机的最高额定频
率已达500Hz；
（3） 采用DSP为核心的计算机控制系统，能够实现可
靠的矢量控制和运算，电机可做到快速恒力矩起动及弱
磁高速运行，这种控制系统稳定，电流冲击小，控制效
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▪ 混合动力电动汽车是同时采用了电动机和
发动机作为其动力装置，通过先进的控制
系统使两种动力装置有机协调配合，实现
最佳能量分配，达到低能耗、低污染和高
度自动化的新型汽车。自1995年以来，
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
世界各大汽车生产商已将研究的重点转向
了混合动力电动汽车的研究和开发，日本、
美国和德国的大型汽车公司均开发了包括
以及和汽车通信的CAN总线接口。
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5、电动机/发电机用逆变器单元
在Prius THS Ⅱ主驱动系统中，电动机和 发电机所用三相电压型逆变器（功率分别 为50kW和30kW）被集成一个模块上。逆 变器的电气结构图如图7所示，直流母线 最大供电电压被设定为500V。功率器件选 用带有反并联续流二极管的商用IGBT （850V/200A），该功率等级的IGBT具有 足以承受最大500V反压的能力，以及其它 诸如雪崩击穿、瞬时短路的能力。
出的动能全部要先转换成电能，利用这一电能使车辆
行驶。
并联式混合动力系统采用的是发动机与电动机驱
动车轮，根据情况来运用这两个动力源，由于动力源
是并行的，故称为并联式混合动力系统。
混联式也称串并联式，它可以最大限度地发挥串
联式与并联式的各自优点，丰田的Prius系列的混合动
力系统采用的就是这种工作方式。工作时，利用动力
包车，该车混合动力系统采用了世纪首次批量生产的电 动四轮驱动及四轮驱动力/制动力综合控制系统。2003 年，丰田又推出了新一代Prius，也被称为“新时代丰 田混合动力系统——THS Ⅱ”（见图1），节能效果可 达到100km油耗不足3L。从2004年开始，丰田公司向 欧洲市场推出了一款新的Lexus RX型豪华混合动力轿 车。丰田公司计划2012年全部采用汽油电力混合发动 机，以提高燃油经济性和降低排放污染。