混合动力逆变器

重新定义了“增程式”电动车 e-POWER轩逸技术解析

       易车原创 上周易车对东风日产e-POWER轩逸进行一次极限“光油”测试和性能测试，实测该车零百加速8.63秒，综合工况百公里油耗仅为3.9L，极限续航里程可达1236.8km……我认为在混合动力家用车阵营里，搭载e-POWER技术的轩逸产品力还是有较大优势的。

        本篇内容主要介绍e-POWER技术特点，它和同类别混合动力的差别，以及通过技术分析日产e-POWER轩逸是如何做到如此节油的。

        首先，我们来了解下日产e-POWER技术的特点以及它和增程式动力的区别。

        我采访过日产工程师，他们更愿意将e-POWER电动技术归在混合动力范畴而非增程式动力范畴。

        理由是，e-POWER电动技术和增程式电动汽车（E-REV）的技术路线不同。

        e-POWER电动技术是一个融合的方案，虽然有些部分和增程式电动车技术相似，但是在一些关键节点又不一样。它的技术来源于纯电动车LEAF聆风，沿袭了100%的电动车驱动核心概念。

        传统的增程式电动汽车（E-REV）是指整车在纯电模式下可以达到其所有的动力性能，而当车载可充电电池无法满足续驶里程要求时，打开车载辅助发电装置为动力系统提供电能，以延长续驶里程。

        e-POWER不需要大容量动力电池，不需要外接电源充电，具备高效发电、闪充闪放、全时电驱的特点。

        全时电驱，它可让增程器连续工作在最佳转速下，发动机（发电装置）输出的功率和转矩也基本恒定，因而其效率、排放、可靠性等均处在最佳状态，实现了未配备大容量动力电池时有效延长续驶里程的目标。

        可以说，日产e-POWER电动技术重新定义了“增程式”电动车概念。

        日产e-POWER技术和我们熟悉的丰田THS以及本田的i-MMD混合动力又不太一样。

        日产的e-POWER可看作是“电+电”的混合动力，丰田和本田则是传统的“油+电”的混合动力。

        传统的混合动力以优化发动机工况点、提高混合动力的经济性为主要目的，而插电式混合动力技术和增程式技术、e-POWER技术则同时兼顾提高混合动力经济性和增加电池能量使用两方面。

        上面我说日产e-POWER技术是一个融合的方案还体现在，它产生电能的方式可以多种多样，兼容适应性非常高。

        该系统发电的整车动力总成相当于一个串联混合动力平台，无论辅助发电单元（Auxiliary Power Unit，APU）是燃油发动机组、天然气发电机组、乙醇汽油发电机组还是氢燃料电池等，只要满足标准的通信接口和电器接口，都可以用于该串联混合动力平台。

        因此这样的混合动力系统能量来源可非常多样和灵活，便于适应不同地区的能源实际情况进行推广。

        日产工程师介绍，搭载e-POWER技术的南美车型就采用的是燃烧乙醇汽油等生物燃料来发电。

        接下来如果氢燃料普及，亦可快速便捷地改用氢燃料内燃机或者氢燃料电池来发电。或者，需要更强动力的车型，可直接用日产的VC-TURBO可变压缩比系列发动机+e-POWER技术。

        那么，日产e-POWER技术又是如何实现节油的呢？

        e-POWER结构示意图

        如上图所示，e-POWER技术通过VCM车辆控制模块进行控制。

        VCM车辆控制模块则与电动机控制器、发电机控制器、蓄电池管理系统、发动机控制模块相连接，通过最佳发电方式进行能量管理与驱动力控制。

        e-POWER技术需要做好的是VCM逻辑，让车辆各个子系统间亲密无间地配合工作，从而让整套系统达成高效运行。

        整套e-POWER技术里面的发动机（发电设备）由于并未与传动机构直接相连，因此可任意选定发动机的转速与扭矩。

        通过VCM运算各部件的目标值，以便高效运用各部件性能特征，在各项性能要求（诸如：动力、驾驶性能、噪 声、振动、排放、散热、采暖、制动负压、零件保护、故障诊断等）的容许范围内具备最佳的燃油经济性。

        这样的设定相当巧妙避开了传统发动机驱动各个子系统间连接转换带来的损耗，提高能源转化为驱动力的效率。

        e-POWER技术可通过精确的电流控制和电动机扭矩控制，从而在各种路况下实现平稳启动和加速。

        与传统混合动力车相比，e-POWER技术可通过集中充电，让发动机运行时间相比搭载微混动力的发动机启动时间减少约70%。

        另据日产工程师介绍，与传统混合动力车相比e-POWER技术可将汽油发动机运转时间缩短大约50%。

       日产第三代Note掀背车

        在特定驾驶场景中，例如日产搭载e-POWER技术的Note车型汽油发动机介入运转时为11%，传统混合动力车型汽油发动机介入时间则为20%。

        众所周知，丰田和本田的HEV混合动力系统，在电池电量较低(或在高速行驶的过程中)的情况下，是需要电池和电机共同发力驱动车辆的，一方面它的混合动力响应并没有纯电驱动来得迅猛和平稳；另一方面油电混合动力依然是以发动机主导，因此车辆行驶工况对发动机的燃油消耗有直接影响。

        但是，e-POWER技术可让发动机在 Map 图中的高效区工作，发动机直接驱动发电机发电，让发动机的能效得到提升，燃油消耗也不再受工况的直接影响了，因此理论上是无论怎么使用e-POWER，它的燃油消耗都会处于理想的水平。

        另外，e-POWER技术搭载的逆变器体积非常小，重量轻，扭矩。这对整套系统高效集成化和车辆轻量化具有一定帮助，这也是搭载e-POWER技术的轩逸实测油耗仅需3.9L/100km的原因。

        从技术角度来看，e-POWER也有油电混合动力的串联式混动技术，但是e-POWER采用的驱动电机功率扭矩更大，发电机的发电功率也更高。

        因此，e-POWER可获得比本田i-MMD或者丰田THS混合动力更顺畅、给劲的动力体验。

        e-POWER轩逸搭载了代号HR12的1.2L内燃机，这台内燃机与高效发电机组成智能发电系统，其中内燃机的最大发电功率为53kW。驱动电机最大功率为100kW，峰值扭矩则达到300N·m。

        通过测试，e-POWER轩逸初段的动力响应很快0-60km/h仅需4秒多。后段加速受限于电机功率的影响，加速曲线趋于平缓，不过最终8.63秒破百的成绩已经比卡罗拉双擎强太多了。

        <img class="imgborder" src="/bitauto/2021/11/11/b6ac1b95-c812-4a42-951b-9ceaa425f631_630_w1.jpg" data="width:630;height:637;" style="white-space: normal;

新能源汽车买逆变器好吗

       好。

       1、性能要求极高，性价比高很好。

       2、成长性、行业天花板极高。新能源汽车是指除汽油、柴油发动机之外所有其它能源汽车，包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。其废气排放量比较低。

插电混动的车能买个转换头在快充站充电吗

可以用转换头在充电站充电。答案如下：

       从技术上来讲，提供快充和慢充两种充电模式是没问题的，但在实际运用中，大多数插电式混合动力汽车只有慢充接口，插电式混动汽车在纯电行驶距离大多都在100公里以下，电池容量相对纯电动汽车较少，所以很少有快充电的。

       车用转换器又称DC/AC逆变器，可以将电源直流电转换成符合负载要求的交流电。适用于12V直流电电源，如汽车、轮船、卡车。该产品具有过载保护、短路保护、过压保护、欠压保护、欠压报警、过温保护功能。

逆变器起什么作用有什么用途

       逆变器的用途可连接点烟器当做充电插头为用电器供电。逆变器的作用以及原理是一种能够将DC12V直流电转换为和市电相同的AC220V交流电供一般电器使用是一种方便的车用电源转换器。车用逆变器是专为小型用电器生产的逆变器它是目前最先进的直流——交流转换产品之一。逆变器的使用方法如下：1、将转换器放置在平坦的地方确保开关是关的；2、将红、黑线分别与转换器的红黑接线柱相连带夹子的一端分别夹在电瓶的正、负极上（红线夹电瓶正极黑线夹负极）。如果使用点烟器插头则将插头插入点烟器插孔即可；3、将电器的电源插头插入AC插口；4、打开转换器开关即可使用。

DC转换器的作用是什么

       太平洋汽车网DC转换器的作用是通过可控开关（MOSFET等）进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容（感）里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量，DC转换器既能给全车电器供电，又能给辅助蓄电池充电。

       混合动力车型、纯电动车型上都有逆变器，比如丰田卡罗拉双擎、北汽EV160等。

       汽车的逆变器是把主流电压（动力电池、蓄电池）转化为交流电，由逆变桥、逻辑电路等组成。逆变器是一种把DC转化为AC的变压器，起到与转换器相反的作用，是一种电压逆变的过程。

       混合动力汽车上有带转换器的逆变器总成混合动力控制ECU（HVECU）根据加速踏板位置传感器、档位传感器信号、蓄电池电压、电流和温度信号、发动机ECU信号、车身稳定控制系统ECU信号来确定车辆行驶的状态，计算车辆行驶所需的扭矩和功率。逆变器总成MGECU根据HVECU发生的指令信号来控制发电机MG1和电动机MG2的动作，发动机ECU根据HVECU的信号对发动机的转速和动力进行控制，达到最佳的状态。

       带转向器的逆变器总成结构如下图所示，主要包括增压转换器、变频器、DC/DC转换器和MGECU（电机控制单元）。

       增压转换器从上图中可以知道，增压转换器是把动力电池的DC（直流）电压244.8V增压到最大值650V的交流电（AC）。增压转换器由增压IPM集成控制功率模块组成，使用IGBT晶体管通过施加正、反向的门极电压的方法来控制电压转化的完成。

       电机控制单元ECU通过使用内置的电压传感器VL来检测增压前的电压，使用电压传感器VH来检测增压后的高压，根据这两个电压的比较，电机控制单元ECU控制增压转换器的工作，将电压调整到合适值。

       DC-DC转换器DC-DC转换器能将固定的直流电压转化成可变的直流电压，如上图中可以知道，DC-DC转换器可以把DC244.8V转化成14V的电压，244.8V是动力电池的电压，不同的车型动力电压不一样，比如丰田卡罗拉双擎是201.6V，凯美瑞双擎的动力电池是244.8V。

       DC-DC转换器转变为的14V低压电用于给蓄电池充电和给车身电器设备用电，DC-DC转换器能将辅助蓄电池的充电电压控制为恒压电源，并通过辅助蓄电池传感器上反馈的信号，在线路发生故障时保护DC-DC转换器。

       变频器（DC-AC逆变器）DC-AC逆变器是一种把直流电转换为交流电的电子器件，该逆变器根据IGBT晶体管控制信号，把DC650V直流电转换为AC650V交流电，在适当的工况控制MG1和MG2电机的运转，简单来说就是把增压器转变为的高压主流电转化为交流电。

       比如在汽车起步时，高压电池HV给MG2供电运转（所以MG2称为电动机、起动机），由MG2通过驱动桥驱动车轮运转，这个时候发动机是不工作的，可以降低能量的消耗。

       （图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）

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