新能源汽车逆变器防水

电动汽车上的逆变器是什么？

       新能源汽车有别于传统燃油车最核心的技术就是“三电”——电驱，电池，电控。其中逆变器这个器件在电动汽车领域已经变得举足轻重，没有它电动车根本跑不起来，并且逆变器的性能直接影响着电动车的价格，那么这个小东西到底是干什么用的，下面就了解一下。

       先普及一下三电和DC、AC的基础知识：

       其中，电驱由三部分构成：传动机构、电机、逆变器。

       简单介绍一下AC、DC：

       交流电AC的特点：大小和方向都发生周期性变化。交流电在生活民用电压220V、通用工业电压380V，都属于危险电压。它的最基本的形式是正弦电流，我国交流电供电的标准频率规定为50Hz。

       直流电DC的特点：方向不随时间发生改变。直流电一般被广泛使用于手电筒（干电池）、手机（锂电池）等各类生活小电器等。干电池（1.5V）、锂电池、蓄电池等被称之为直流电源，都低于24V。

       我们想要真正了解逆变器的作用，就得先知道车载动力电池的原理。

       新能源汽车能够跑起来是因为电机带动了车轮，而电机的电量来自于电池，但动力电池是以直流电存储，电机使用的是交流电。交流电机必须依靠正弦波交流电才能驱动旋转。但车载动力电池能够输出的是直流电，逆变器的作用就是把直流电转换成正弦波交流电，并且它还控制着交流电机的转速和扭矩。所以，要想把DC转变AC运转，就要靠逆变器。

       所以，对于配备交流感应电机的电动车，必须通过逆变器，把电池包输出的高压直流电转换成可控制幅值和频率的正弦波交流电，才能驱动车辆行驶。

       正弦波的获得是通过方波演变而来的。首先了解一下方波的形成。请看电路图，这个神奇的电路叫做Full Bridge Inverter，全桥逆变电路。它的结构很简单，由四个开关（S1-S4）组成。A和B为电路输出端的正负极。

       通过开关控制，电流的流向发生了逆转，通过不断闭合开关，方型交流电就产生了。我们日常的家用220V电源频率为50Hz这就意味着每分钟需要开关100次。如此高的频率没有人能控制得了，所以需要接入场效应管，例如IGBT或MOSFET，这个电子元件可以实现每分钟上千次的开关。

       通过场效应管的开关控制，可以获得我们所需要的方波，但我们要的是正弦波。这里就涉及到了一个技术名词——脉宽调制。

       当前，我们已经按照固定的频率开闭开关形成了方波，如果将开关的频率在需要更大的地方产生更大的脉冲…如下图。

       试想一下，如果我们对单位时间的脉冲求得平均值，它就会变成？

       这是一条很接近与正弦曲线的图形，脉冲越精确，切换的频率越高，所得的曲线就越光滑。我们可以通过比较器进行对脉冲串的调制就能获得平滑的正弦波曲线。

       还有一种方法叫做重电压逆变技术——在电路当中增加电容和电感的方式用于平滑曲线。电容用于平滑电压曲线，电感用于平滑电流曲线。就好比在电路上增加了一个小容量的水库（二级缓存），电容就相当于一个可以瞬间充放电的电池，它能吸收电压脉冲，让输出曲线变得平滑。以上所说的只有一组电压就能实现正弦波的输出，如果用多组电压进行调制，就能获得精度更高的正弦波曲线，并且控制精度也更加精准。这种方法多用于风力发电机或电动汽车。

       简单来说，逆变器（Power Inverter）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。若一台电动汽车的逆变器能支持较高电压，则相应的电压充电流较大，功率较大，这意味着同样电流进行充电，充电功率可以等比例放大，即充电时间会缩短。

       若提高逆变器的支持电压，则相应的充电时逆变器产生的热量会变多，那么就需要解决逆变器中IGBT模块的散热问题，这是提高充电效率的关键问题，目前日本丰田对此研究较深入，例如其加硅碳技术的应用。

       此外，逆变器性能的好坏直接决定电机的性能表现，也是各大新能源汽车企业的核心技术。所以逆变器技术的掌握和突破就如同燃油车时代的变速箱技术一样，将会成为新能源汽车产品的核心技术。随着新一代半导体功率器件的发展，可以看出，IGBT和SiC是未来电机控制系统和充电桩的主力干将。

       IGBT在电力驱动系统中属于逆变器模块，将动力电池的直流电逆变成交流电提供给驱动电动机。它约占新能源汽车电机驱动系统及车载充电系统成本的40%，其性能直接决定了整车的能源利用率。

       SiC功率器件的损耗是Si器件的50%左右，主要用于实现电动车逆变器等驱动系统的小量轻化。

       一提到纯电动汽车，大多数人第一反应都是特斯拉，尤其是最近特斯拉的频繁动作，让其知名度变得更高，那么特斯拉到底好在哪，为什么就是比国产纯电动汽车受欢迎？下面的视频介绍了特斯拉的充电原理，一起学习一下。

       10:23

基础知识：新能源汽车逆变原理及其实现电路

       新能源汽车的逆变原理是将直流电转化为交流电的关键组件，起作用的装置被称为逆变器。逆变器根据不同的分类有方波、正弦波、阶梯波等输出波形，单相、三相或多相，以及推挽、半桥、全桥等主电路结构。单相逆变器如推挽式，通过VT1和VT2交替导通，形成连续或不连续的电流波形，适合不同负载需求。三相逆变器则有纯阻性负载和阻感负载的处理方式，涉及多个工作模式，确保电流平稳。

       逆变器的噪声源主要来自功率器件的开关噪声，如MOS管和体二极管，以及寄生参数引起的振荡噪声。驱动信号噪声和噪声耦合路径也需仔细分析，差模噪声通过固定路径，而共模噪声则涉及共模电感和Y电容。为了降低噪声耦合，设计上可以通过优化散热片接地、增加RC吸收电路、高频旁路电容等方法来改善。

       在实际应用中，对于新能源汽车逆变器的噪声管理和优化设计显得尤为重要，以确保设备的高效运行和电磁兼容性。如需深入探讨或咨询更多相关技术细节，可通过作者提供的****进行交流。

新能源汽车逆变器坏了有那些故障

       一)绝缘阻抗低

       使用消除法。将逆变器输入侧的所有串拔掉，并一一连接。使用变频器的功能检查绝缘电阻，以检测问题串。找到问题串后，检查直流连接器是否有浸水短路支架。或保险丝和短路支架。此外，您还可以检查组件本身是否有黑点，边缘烧焦，导致组件通过框架漏电到地网。

       (二)母线电压低

       如果发生在早上和晚上，则属于正常问题，因为逆变器正在尝试限制发电条件。如果在正常阳光下发生，检测方法仍为消除法，检测方法同第1项。

       (三)漏电流故障

       如果漏电流过大，请拆下光伏阵列的输入端，然后检查外部交流电网。直流和交流端子全部断开，逆变器将断电30分钟。如果可以恢复，请继续使用。如果无法恢复，请继续使用。联系专业工程师。

       (四)直流过压保护

       随着元器件追求高效工艺改进，功率水平不断更新和上升，同时元器件的开路电压和工作电压不断上升。在设计阶段必须考虑温度系数，以避免低温下的过电压对设备造成损害。

新能源汽车采取的漏电保护措施主要有？

       (1) 漏电保护器的应用：新能源汽车中，漏电保护器的作用至关重要。当车辆的任一母线与车身之间出现绝缘故障，导致漏电时，保护器会立即触发警报。这一机制有效地防止了电机壳体因漏电而带正电压，从而避免了站在车上的人员在接触到车身负电压时遭受电击。此外，该设计还解决了空调高压系统及DC/DC转换器高压部件可能出现的漏电问题。

       (2) 高压互锁系统的安全措施：为确保电动汽车高压系统的安全性，逆变器通常被安装在高压盒内，防止未经授权的拆卸。然而，考虑到工作人员可能的疏忽或外部人员的擅自操作，逆变器盒盖设计有高压互锁开关。一旦盒盖被打开，该开关会触发，通知控制器断开主电源继电器，从而防止任何意外的电击事故发生。

       (3) 绝缘电阻检测的重要性：随着新能源汽车供电电压的提高，整车的电气安全变得尤为重要，尤其是高压系统的绝缘性能。绝缘电阻是衡量电动汽车电气安全性的关键参数，相关的安全标准对此作出了严格规定。这些规定的目的是为了消除高压电对车辆及驾乘人员可能造成的威胁，确保电动汽车电气系统的整体安全。

逆变器是干什么用的？

       逆变器的主要作用是转换电流和电压。它将直流电源转换为交流电源，以便为各种电子设备提供所需的电力。

       逆变器广泛应用于许多领域，其作用十分重要。以下是关于逆变器作用的

       1.电源转换。逆变器的主要功能是将直流电源转换为交流电源。在电力系统中，逆变器能够将电池、太阳能电池等直流电源转换为标准的交流电源，以供各种电器设备使用。

       2.适应不同电子设备的需求。许多电子设备需要特定的电压和电流才能正常工作。逆变器可以通过调整输出电力的参数，满足不同电子设备的需求。例如，在新能源汽车中，逆变器可以将电池直流电转换为适合电机运转的交流电。

       3.稳定电力供应。逆变器还具有稳定电压和电流的作用，能够保护电子设备免受电力波动的影响。这对于需要持续、稳定电力供应的设备尤为重要，如计算机、服务器等。

       总的来说，逆变器的作用主要体现在电力转换和适应各种电子设备需求方面。无论是在家庭、工业还是交通领域，逆变器都发挥着不可或缺的作用，确保电力系统的稳定运行和各类设备的正常工作。

新能源汽车中电机控制器（Inverter）原理

       一、逆变原理涉及将直流电转化为交流电的过程，这一过程通过调整直流电，使其成为特定频率的交流电，从而为负载供电。具体原理如图1所示，该图展示了由S1至S4组成的桥式电路；其中S1和S2构成一个桥臂，S3和S4构成另一个桥臂，形成两桥臂结构；同一桥臂的两个开关管不能同时导通；通过改变开关切换周期，可以调整输出交流电的频率。

       图1 DC/AC原理

       S1、S4闭合，S2、S3断开时的电路流向和输出波形，如图2所示

       图2 S1、S4闭合时输出波形

       S2、S3闭合，S1、S4断开时的电路流向和输出波形，如图3所示

       图3 S2、S3闭合时输出波形

       二、典型电路中最简单的设计就是使用4个IGBT管替代S1至S4四个开关，通过控制器来控制S1至S4的通断，从而实现基本的逆变，如图4所示

       图4 典型逆变电路

       由于桥式逆变具有降压特性，为了输出合适的电压，可以使用升压变压器，如图5所示

       图5 带升压变压器的逆变电路

       三、三相逆变电路使用6个IGBT管替代S1至S6等6个开关，通过控制器控制S1至S6的通断，实现三相逆变，如图6所示

       图6 三相逆变电路

       四、新能源汽车中电机控制器原理LearnEngineering制作的动画，该视频通过步进逻辑的方式解释了如何从直流电源中获取纯正弦的电功率输出。

       随着电动汽车和可再生能源技术的迅猛发展，逆变器在现代技术世界中扮演着至关重要的角色。逆变器负责将直流电源转换为交流电源，并广泛应用于不间断电源、电机控制以及有源电力滤波等领域。

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)

       1. 新能源汽车的关键部件是“三电”系统，包括电池、电子控制和电机。

       2. 电子控制，也称为逆变器，负责将电池的直流电转化为电机所需的交流电。

       3. 逆变器承担着控制电机驱动和电气制动的任务，是新能源汽车的核心组件之一。

       4. 直流电（DC）和交流电（AC）之间的转换需要控制电流的方向和大小。

       5. 电动车逆变电路利用开关的闭合和断开来改变电流方向，实现从直流到交流的转换。

       6. MOSET管作为开关，其最高频率可达到1000KHz，满足实际工艺中的频率要求。

       7. 通过控制MOSET管的开关，可以实现直流电的大小变化，输出方波电流。

       8. 方波的平均值随着高电平和低电平的比例变化，形成类似正弦波的波形。

       9. 减少方波的周期时间，波形会越来越平滑，平均方波会无限接近正弦波。

       10. 实际逆变过程中，使用比较器来控制方波周期中高电平和低电平的比例。

       11. 比较器的输出信号用于控制MOSET管的开关，输出匹配正弦波特性的方波控制信号。

       12. 这样的控制信号使得MOSET管能够根据信号导通或关断，完成电机的逆变过程。

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