发布时间：2024-07-08 13:50:19 人气：
汽车逆变器的功能及工作原理(新能源逆变器工作原理详解)
随着新能源汽车的发展，消费者 对新能源汽车的认可度越来越高。与传统燃油汽车的关键部件不同，新能源汽车的关键部件是 quot三电 quot系统，即电池、电子控制和电机。其中，电控作为连接电池和电机的桥梁，负责将电池的直流电转化为电机所需的交流电。电控的技术名称是逆变器，在电动车行业俗称电机控制器。承担控制电机驱动和电气制动的任务。
众所周知，直流电是恒定的，而交流电是交变的。DC和AC之间的转换是如何完成的？
DC波形和交流波形
DC和交流电之间的转换需要控制两个特性，一个是电流的方向，一个是电流的大小。电动车逆变电路等效电路如下图所示。我们把动力电池等效为电池，把电机简化为负载。
等效电路
从下图可以看出，电流方向的改变可以通过闭合和打开开关的组合来实现。从而实现改变交流电方向的目的。
电流方向
电流方向
交流电有频率。如果电机要求的交流电频率为50Hz，则意味着上述开关需要在1秒钟内完成50次周期性变化。然而，实际上没有这样的开关。实际上，我们用MOSET管代替开关。MOSET管的最高频率可以达到1000KHz，可以满足实际工艺中的频率要求。
Moset管
Moset管电路
解决了电流方向和频率的问题后，直流电的大小如何与交流电等效？通过 quot在 quot和 quot关闭 quotMOSET管的，可以实现有无电流，从而输出方波。开关闭合时输出恒定值，开关断开时输出值为0。如下图所示，绿色波形为方波。
直流方波
上图中的红框显示的是一段方波。可以看出，周期的平均值随着高电平和低电平的比例而变化。青色波形是一个周期内方波的平均值。可以看出，一个周期内的常数时间越长，平均值越高。最后，上部方波的平均波形成为下部波形。
通过开关的组合改变电流方向，整个周期中的波形如下
可以看到，通过开关的组合和开关时间的变化，由方波组合出一个类似正弦波的波形。如果减少每个方波的周期时间，曲线会越来越平滑，平均方波会无限接近正弦波。这个处方波的平均波形的效果相当于正弦波的效果，完成了从DC到交流的逆变。
最后，还有一个问题。在实际的逆变过程中，我们如何知道一个方波周期中高电平和低电平各占多少？在实际的波形调制过程中，需要一个叫做比较器的电子元件，利用比较器的输出信号来控制MOSET管的开关。等效电路图见下图。图中大三角是比较器，小三角是二极管。二极管的作用是防止同一支路的开关同时导通而造成短路。
调制电路
将三角波和正弦波两种波形输入比较器进行比较。见下图。
比较波形
当正弦波小于三角波时，比较器输出0，当正弦波大于三角波时，比较器输出1。这样，匹配正弦波特性的方波控制信号可以被输出和输入到MOSET管。输出为1时控制其导通，输出为0时控制其关断，这样就可以根据信号控制开关输出想要的等效逆变波形，最终控制电机旋转，从而完成整个逆变过程。
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新能源汽车电控系统的作用是什么
太平洋汽车网新能源汽车电控系统的主要作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。满格电新能源汽修2021-10-2517：32关注电控系统，如单纯指电机控制器，其主要作用是控制电机输出扭矩，使车辆行驶，整个电控系统与燃油车的发动机和发动机控制器相当。
控制器的能量来源于高压电池组（高压直流，一般300-400v），电机控制器内部通过控制芯片、驱动电路和IGBT等，对不同电机采用不同的控制算法，将直流电转换成交流电，然后输出给电机，再使电机产生扭矩。
系统框图如下：IGBT的作用是什么？
IGBT主要用于能量转换和传输，广泛应用于新能源汽车、智能电网、航空航天和通讯等领域。
IGBT的全名为：绝缘栅双极晶体管，是一种在新能源汽车上应用极为广泛的半导体。半导体是什么？良好的金属的导电性叫做导体、塑料、陶瓷、木材的导电性差，称为绝缘体。在导体和绝缘体之间，半导体是导电性能。
IGBT是一种由控制电路控制、是否导电的半导体。例如控制电路指示为通，那么IGBT就是导体，电流通过，如果控制电路指示为断，则IGBT就是绝缘体，电流断开。IGBT可以很容易地将输入的直流电流转换为交流电，只需通过脉宽调制即可转换为频率。充电桩从电网中接出的电流是标准的220伏交流电，而特斯拉电动汽车的电池充电则要求用直流电充电，这就要求IGBT将交流电变成直流电，并把电压提高到电动车需要的400伏的电压上，才能给7000节18650电池充电。IGBT的性能直接决定了电动车的充电效率和充电速度。
IGBT导通时，可承受数十至数百安培的电流，而断开时，可承受数百至数千伏的电压，而IGBT在大电流电压下，也可有极高的开关速度，每秒可达一万次。所以IGBT的好与坏，就直接决定了电动车的加速速度，最高速度是多少，电耗高低，能不能秒级起跑，能不能平滑变速，能不能稳定地停车，性能全靠IGBT。
IGBT是能量转换和传输的核心器件，其它电动汽车如高铁也大量使用IGBT，一辆高速铁路上要用近200个IGBT芯片，IGBT很贵，一块进口三菱的IGBT芯片IGBT很贵，IGBT控制芯片价值15万左右。用大约150块IGBT芯片的特斯拉Model3上，除了电池之外，这也是最昂贵的部件，占总成本的20%以上。
IGBT市场基本上被国外的英飞凌、三菱等公司垄断，中国有自主知识产权，做的比较好的是比亚迪。
（图/文/摄：太平洋汽车网问答叫兽）
新能源三电系统指的是什么
包括电池、电控、电驱动。1、电池。大家对于电池应该是并不陌生的，他应用于生活中各个场景，是与化学机械相关的产业。
目前在市场上通用的新能源汽车，通常采用了三种电池分别是，磷酸铁锂、三元锂和锰酸锂。这三款电池在汽车领域使用当中，碳酸铁锂跟锰酸锂所占用的比例并不高，这主要是由于安全性的要求。
2、电驱动。电驱动是由三个部分所构成的，分别是电机、逆变器和传动机构。目前国内市场上的传动机构都采用单机传送，既没有离合，也没有变速。
在电机方面主要也是由三部分组成的，分别是电子、转子和壳体。电子的作用主要是承担新能源汽车运动相关的所有功能，因此在新能源汽车当中电机，既有正传也有反转。
3、逆变器，相信大家应该都清楚，这是用于储存交流电的设备。在逆变器领域，日本对此研究的成果还是很深的。丰田在自己的逆变器当中，通过加碳的技术，使产品质量增强，能够支持高电量的电压。
就是电控。跟传统燃油汽车相比，电控相当于燃油汽车的变速箱。它的性能主要是解决电动汽车的加速、起步等性能指标，同时他所面临的情况也是最复杂的，不光要直接处理频繁加速，更要同时兼顾电机启动、电机发电等特殊功能。
汽车电控系统里的逆变器是车载逆变器吗？有什么区别？
车载逆变器就是将汽车蓄电池上的12V直流电转换成家用的220v的交流电，可以供一些电器进行使用，而且相比大型电机来说使用更加方便。目前车载逆变器在国外市场已经十分普遍，经常我们在电视上看到一些国外乘客在驾车的时候一边使用笔记本或游戏机，这种大多数都是通过逆变器进行实现。作为逆变器来说主要有两种连接方式，一种是通过点烟器电源进行输出的，但所输出的功率较小，一种是直接搭接在蓄电池上，这种功率较大，不过危险程度也上升。 汽车逆变器的作用
逆变器的主要作用便是电源转换，在使用逆变器之后，车主可以在汽车上加装许多用电设备，就相当于家用的插排一样，车主可以在车内进行手机充电，使用笔记本和游戏机以及电动工具等，相比点烟器的小电源来说，使用更加方便，而且还不用担心电压过大从而导致点烟器电源失效。
汽车逆变器的注意事项
1、选购的注意事项：对于车主来说在选购逆变器的时候一定要注重做工用料和品牌，要购买一些正规的产品，千万不要贪图便宜而购买一些劣质货，从而出现一些不必要的意外，在选购的时候可以购买准正弦波或者修正正弦波这类逆变器，不仅价格实惠而且性能也是足够使用的。
2、使用注意事项：由于逆变器的电压较高，在使用过程中应该将其放到安全的地方，以防止出现一些误触现象。在夏季的时候不要让逆变器在高温环境下工作，也避免直接接受太阳暴晒。
动力电池发展趋势分析，关于电驱和电控
电驱涵盖三部分，分别是传动机构以及电机，还有逆变器。现在国内和国外电动汽车的传动机构都是单机减速，也就是无离合，无变速。未来各个电动汽车公司，将会在传动机构上增加其复杂性，降低对汽车电机以及电机变阻器的要求，提升其性能，降低其制造成本。电机涵盖三部分，分别是定子以及转子，还有壳体。电机技术的关键在定子和转子。转子也就是新能源汽车的主驱动电机，其承担了和新能源汽车运动有关的一些功能。新能源汽车的电机涵盖正转以及反转，正转也就是向前行驶，反转也就是倒车。
新能源汽车在正转加速行驶过程中，电机是负扭矩，扭矩的精确，代表新能源汽车加速速度的快慢程度。当扭矩出现误差的时候，需要汽车电机来进行新能源汽车加速，里程数转变为需要消耗同等能量的电池，电池成本和电机相比较大，所以新能源汽车电机的效率以及性能很关键。现在汽车专用电机驱动系主要分为三种，一是直流电机驱动系，二是永磁同步电机驱动系，三是交流感应电机驱动系。
逆变器是把直流电转变为交流电，如果一辆电动汽车的逆变器，能够支持较高的电压，那么相应的电压交流较大，功率较大，代表同样是电流进行充电，充电功率能够等比例放大，也就是充电时间会缩短。如果提升逆变器的支持电压，也就是相应的充电时逆变器产生的热量会增加，那么就需要解决逆变器里面IGBT模块的散热问题，是提升充电效率低的主要问题。
新能源汽车的汽车电机以及电控系统，是传统汽车的发动机，也就是变速箱功能的替代品。其性能直接对电动汽车的爬坡以及加速，最高速度等关键性能指标产生影响。
与此同时，电控系统面临的工况较为复杂，需要能够频繁启动、停止、加速、减速、爬坡、低速行驶等状况时要求低转矩，具备大变速的范围。混合动力汽车还需要处理汽车电机启动以及发电，制动能量回馈等特别的功能。
电控方面，对于普通的汽车主机企业而言，真正掌握的仅仅是整车控制器，新能源汽车的整车控制器，以及传统汽车的整车控制器差别较小，成熟度较高。
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