电力电子技术在汽车工业领域的技术应用

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电力电子技术的应用研究及发展趋势

电力电子技术的应用研究及发展趋势

电力电子技术的应用研究及发展趋势电力电子技术是一种应用极广的技术,它涉及到包括电力系统、工业、交通、家电等领域的许多方面。

随着社会经济的发展和科技不断进步,电力电子技术的应用越发普遍,其应用领域也在不断扩大。

在这篇文章中,我将从电力电子技术的分类、应用研究和未来发展三个方面来谈谈电力电子技术的应用研究及发展趋势。

一、电力电子技术的分类电力电子技术根据其不同的功率等级、用途和原理等因素,可以分为多种不同的类别。

其中比较常见的主要有以下几种:1、直流-直流变换器直流-直流变换器可以将直流电压转换、升压或降压,常见的应用有开关电源、电动机驱动系统等。

直流-直流变换器具有简单的控制、高效率和稳定性,目前在交通、能源、石化、冶金等领域中得到了广泛的应用。

2、交流-直流变流器交流-直流变流器可以将交流电转换为直流电供电使用,常见的应用有风力发电、光伏发电等。

这种变换器具有高效、可靠和可控的特点,是现代电力系统中最重要的组成部分之一。

3、交流-交流变换器交流-交流变换器可以改变交流电的频率和电压等参数,常见的应用有电动机驱动系统、变频空调、UPS等。

交流-交流变换器在工业、家电等领域中应用广泛,目前已经成为了工业发展的关键技术之一。

二、电力电子技术的应用研究随着电力电子技术的不断发展和进步,其应用领域也在不断拓展。

在应用研究方面,电力电子技术主要有以下几个方向:1、高电压高功率应用随着电力系统的发展和能源消费增长,电力电子技术在高电压高功率领域的应用范围也在不断扩大。

高电压高功率应用主要包括超高压输电、逆变器、脉冲电源、高压直流输电等。

电力电子技术在这些领域中的应用,可以提高电力系统的可靠性、效率和稳定性,同时也可以改善电力系统的质量和环境问题。

2、新能源发电系统新能源发电系统是近年来最热门的电力电子技术应用之一。

新能源发电系统包括太阳能发电、风力发电、潮汐能发电等。

电力电子技术在新能源发电系统中的应用,可以将风、光等无法控制的能源转化为易于控制的电能,提高了整个发电系统的效率。

电力电子与电力传动

电力电子与电力传动

电力电子与电力传动电力电子与电力传动技术电力电子是电力工程领域中关于电能的控制、调节与转换技术的一个重要分支。

它的发展与应用为电力系统的高效、稳定运行提供了重要支撑,同时也推动了电力传动领域的创新与发展。

本文将从电力电子与电力传动的基本概念入手,介绍其发展历程、应用领域以及未来发展方向。

一、电力电子与电力传动的基本概念电力电子是研究电能转换与控制的一门学科,其主要研究对象为各种电力器件和电路。

电力传动是指通过电力电子器件和系统进行电能转换和传输的过程。

二、电力电子与电力传动的发展历程电力电子技术的起源可以追溯到20世纪20年代,当时人们开始开发逆变器和整流器等电力电子器件。

随着工业自动化和电化学工业的发展,对电力电子技术的需求不断增加,电力电子技术也得到了迅速发展。

20世纪60年代,电力电子技术实现了大规模应用,成为现代电力系统的重要组成部分。

电力传动技术的发展与电力电子技术的发展密切相关。

电力传动技术最早应用于直流传动领域,随后扩展到交流传动领域。

20世纪70年代,随着高压直流输电技术的突破性进展,电力传动技术得到了广泛应用。

此后,交流传动技术在高速列车、电动汽车等领域也取得了重要进展。

三、电力电子与电力传动的应用领域电力电子与电力传动技术广泛应用于电力系统、工业制造、交通运输、新能源等领域。

在电力系统中,电力电子技术主要应用于输电、配电、电力质量改善等方面。

逆变器、变频器、谐波滤波器等电力电子器件和系统的应用,能够实现电力系统的高效稳定运行。

在工业制造领域,电力电子技术广泛应用于电机驱动、电力控制等方面。

通过使用变频器、伺服控制器等电力电子设备,可以实现对电动机的精确控制,提高工业生产效率。

在交通运输领域,电力电子技术在电动汽车、高速列车、轨道交通等方面有着广泛的应用。

电力电子器件和系统的应用,可以实现对电能的高效利用和传动效果的优化。

在新能源方面,电力电子技术在风能、太阳能等可再生能源的利用中发挥着重要作用。

电力电子技术在新能源汽车中的应用

电力电子技术在新能源汽车中的应用

电力电子技术在新能源汽车中的应用一、简介随着环境保护意识的不断提高,新能源汽车愈发受到人们的重视。

在新能源汽车的发展过程中,其性能和稳定性的提高是至关重要的,而电力电子技术在其中的应用则扮演着不可或缺的角色。

二、电力电子技术的基础电力电子技术是指一种应用半导体器件和电子元器件实现能量转换、控制和调节的技术。

电力电子技术的应用范围广泛,覆盖了各个行业,包括交通、通信、工业等。

其中,在新能源汽车领域,电力电子技术具有独特的应用。

三、电力电子技术在新能源汽车中的应用1、能量转换新能源汽车中的能量转换是通过物理变化使电能转化为机械能或化学能,从而实现汽车的运行。

电力电子技术的应用可有效地实现能量的转化和控制。

比如,直流-直流变换器和直流-交流变换器的应用可以实现电池电能的转化,而高压直流传输系统则可以提高传输效率,实现能量的高效转化。

2、控制在新能源汽车中,电力电子技术主要用于电机控制、充电管理和能量回收等方面。

电机控制系统是新能源汽车的核心之一,也是实现车辆动力和操控的重要组成部分。

电力电子技术的应用可以实现电机的速度控制和扭矩控制,实现驾驶者对车辆的精准掌控。

在充电管理方面,电力电子技术可以实现电池的快速充电和智能化管理,同时能有效地延长电池的寿命。

此外,电力电子技术还可以实现能量的回收和再利用,降低能量的浪费,提高车辆的续航里程和能效。

3、可靠性和安全性在新能源汽车中,电力电子技术的应用不仅能够提高车辆的性能和效率,更能保障车辆的可靠性和安全性。

电力电子技术的应用可实现多层级、多重保护机制,在遭遇短路、过电压、过电流等故障时,及时切断电路,保障车辆和乘客的安全。

四、发展趋势目前,随着诸多新能源汽车技术的不断进步,电力电子技术在其中的应用也将不断发展。

未来,电力电子技术将主要体现在以下几个方面:1、高功率和高能效为了提高新能源汽车的性能和效率,电力电子技术需实现高功率和高能效。

目前,传统的功率器件已经无法满足此需求,因此,新的功率器件及其驱动电路正快速发展。

电力电子应用案例

电力电子应用案例

电力电子应用案例在现代社会中,电力电子技术的应用已经无处不在。

从家庭生活到工业生产,电力电子技术的进步和应用给我们的生活带来了巨大的变化和便利。

本文将介绍一些电力电子在各个领域中的应用案例,以展示其重要性和广泛性。

一、家庭1. 电子家电现代家庭中的许多电器设备都离不开电力电子技术的应用。

例如,电视、洗衣机、空调等家电设备均采用了电力电子器件来实现功率调节和控制功能,提高了能源利用效率和用户体验。

2. 太阳能发电系统随着可再生能源的发展,越来越多的家庭开始使用太阳能发电系统。

这种系统将太阳能转化为电能,通过逆变器等电力电子设备将直流电转换为交流电,使其可以供给家庭用电。

太阳能发电系统的应用不仅减少了对传统能源的依赖,还有助于环境保护。

二、工业1. 变频器在工业生产中,许多设备需要根据不同的工艺要求进行频率和速度调节。

变频器是一种常用的电力电子设备,它可以调整电源输入以控制电机的运行速度。

这种设备广泛应用于工业自动化、交通运输等领域,提高了生产效率和工作质量。

2. 电力传输和分配电力电子技术在电力传输和分配过程中起到了关键作用。

高压直流输电技术(HVDC)利用电力电子设备将电能从发电站输送到远距离的地方,以减少能量损耗和传输损耗。

此外,交流变直流(AC/DC)转换器用于将输电网络中的交流电转换为直流电,为直流设备供电。

三、交通运输领域1. 电动汽车电力电子技术在电动汽车中的应用使得电动汽车成为可持续发展的交通方式。

电动汽车采用电动驱动系统,其中包括电池、电机和电力电子控制器等设备。

电力电子设备控制电池充电和放电,调节电动机的速度和转矩,实现高效能量转换和汽车控制。

2. 高铁和市域轨道交通高铁和市域轨道交通作为现代交通运输的重要组成部分,需要可靠的电力电子设备来提供高效和安全的运行。

例如,高速列车使用电力电子设备来控制牵引电机和制动系统,以提高列车的运行效率和制动性能。

通过以上案例,我们可以看到电力电子技术在各个领域中的应用广泛且重要。

电工电子技术在现代汽车工业的应用

电工电子技术在现代汽车工业的应用

电工电子技术在现代汽车工业的应用本页仅作为文档封面,使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March电工电子学Ⅱ课程作业电工电子技术在现代汽车工业中的应用学生:黄志宇学号:指导教师:余传祥班级:车辆工程04班重庆大学汽车工程学院2016年12月摘要本文介绍了电工电子技术在现代汽车工业中的应用。

电工电子技术是一种工程理论与技术体系,是随着电工电子技术与信息技术的应用而发展起来的。

电工电子技术应用,就是利用电子信息工程的相关工程理论解决电子技术的应用。

在不同的工程领域,电子技术提供了信号,信息采集,传输和处理的实现技术,随着各行业信息化,智能化的发展,导致电工电子技术已经成为各工程应用领域的基本技术之一。

本文首先介绍现代汽车电工电子设计与智能化技术,电工电子技术在汽车上的应用可概括为以CAN为总线的动力及传动系统控制、车辆系统控制、车身系统控制以及信息传递和通讯系统、自诊断系统等五个方面,构成高度集成化和网络化的系统。

介绍了汽车信息化、智能化、网络控制化中的应用与发展趋势,指明它是信息社会发展的必然结果,未来汽车将在低污染、低交通事故、节能、智能化方向飞跃发展。

本文还通过对新能源节能动力与电工电子设计技术在汽车工程中的应用,以期提高我国汽车行业的竞争力,缓解环境压力,提高人们的日常生活和出行质量。

着重介绍了电动汽车和混合电动汽车及电力电子技术在它们中的应用,综述了电工电子技术在新能源汽车上其有关键性的作用。

最后本文分析了汽车电工电子技术的应用特点和影响因素,展望了电工电子技术在汽车应用中的发展前景及我国汽车电工电子应用趋势及发展对策,指明了大力发展我国汽车电子新技术,加快汽车电子化速度,是振兴和发展我国汽车工业的重要手段和必由之路。

关键词:汽车电工电子智能化技术节能动力新能源汽车0 引言汽车电工电子技术的发展从最初的真空管、晶体管、集成电路和大规模集成电路到广泛应用的计算机等各种各样的电子装置,汽车控制系统已经由局部控制发展到了整车系统控制设计,汽车电工电子技术逐年深化,信息化、智能化、交通控制网络化成为当今汽车研究的重点,它是衡量各国汽车工业发展水平的重要标志。

浅析电力电子技术在汽车领域的应用

浅析电力电子技术在汽车领域的应用

浅析电力电子技术在汽车领域的应用1. 引言1.1 概述电力电子技术电力电子技术是一种利用电力器件将电能转换、控制和调整的技术。

它通过将电力器件如变流器、逆变器、整流器等集成电路应用于电力系统中,实现电能的高效转换和控制。

在汽车领域,电力电子技术的应用日益广泛,不仅可以提升汽车动力系统的性能和效率,还可以改善车辆的安全性、舒适性和节能减排性能。

电力电子技术在汽车领域的应用可以分为多个方面,包括在汽车动力系统中的作用、照明系统中的应用、辅助系统中的应用、安全系统中的应用以及节能减排系统中的应用。

这些应用使得汽车更加智能化、高效化和环保化,提升了汽车的整体性能和用户体验。

随着科技的不断进步和汽车行业的不断发展,电力电子技术在汽车领域的应用也将不断推陈出新。

在未来,电力电子技术有望在汽车行业中发挥更加重要的作用,为汽车的智能化、电动化和节能减排等方面提供更多创新解决方案。

电力电子技术在汽车领域的未来发展趋势将会更加多样化和个性化,为汽车行业注入更多活力和动力。

1.2 介绍汽车领域的应用在汽车领域,电力电子技术的应用已经变得非常广泛。

从汽车的动力系统到照明、辅助、安全以及节能减排系统,电力电子技术都有着不可替代的角色。

在汽车动力系统中,电力电子技术通过控制发电机、电池和电动机的工作,实现能量的高效转换和利用,提高汽车的动力输出和驾驶性能。

在照明系统中,LED灯具和亮度可调光源等技术的应用,使汽车照明更加节能高效且光线更加明亮均匀,提升了行车安全和驾驶舒适性。

在辅助系统中,电力电子技术广泛应用于空调、电动窗户、电动座椅等设备的控制和驱动,提升了汽车的舒适性和便利性。

在安全系统中,电力电子技术通过电子稳定控制系统、防抱死制动系统等装置的协调工作,提升了汽车的稳定性和防护性。

在节能减排系统中,电力电子技术的应用使汽车动力系统更加高效,实现了汽车的节能减排目标,降低了对环境的影响。

电力电子技术在汽车领域的应用已经成为汽车制造的一个重要组成部分,对汽车行业的发展起着至关重要的作用。

电力电子技术的研究进展及应用

电力电子技术的研究进展及应用

电力电子技术的研究进展及应用随着现代科学技术的迅猛发展,电力电子技术作为其中一个重要分支,在国家经济和社会发展中扮演着不可或缺的角色。

本文将从电力电子技术的定义、研究进展以及应用方面进行探讨。

一、电力电子技术的定义电力电子技术是电力系统中电能的处理与控制技术,是研究通过半导体元件实现交、直流的能量转移、传递、匹配以及电能的调节、变换、变频的新型电气工程技术,具有诸多特点,如高效、精确、可靠、无噪音、无污染等。

因此,电力电子技术是目前国家十三五规划中电力转型的核心技术之一,广泛应用于今天的工业制造、信息通讯和公共基础设施等领域。

下面将详细讲述电力电子技术的研究进展。

二、电力电子技术的研究进展随着电力电子技术的不断发展,其研究取得了丰硕的成果。

在电力电子器件、电力电子拓扑与控制、电力电子应用等方向上都有着日益丰富的研究进展。

在电力电子器件方面,功率半导体电子器件得到了长足的发展。

压缩机封装车间生产的功率半导体器件已经进入行业标准化生产,其特点是具有低损耗、高速度、高电压、大电流、高耐受放热量和温度等特点,越来越能够满足各种场合的需求。

在电力电子拓扑与控制方面,电力电子系统的拓扑结构和控制策略得到了日益完善,已经从传统的整流、逆变结构转变为集成于一体的多功能电力电子拓扑结构。

电力电子系统的控制技术不断发展,已经实现了全数字化、高速、高精度的控制。

例如,目前双向DC-DC转换器及其控制技术已经得到了广泛的应用。

新型的电气系统如智能家居、新能源分布式发电等,对于双向变换器的研究和应用成为了热点。

在电力电子应用方面,电力电子技术在新能源、半导体照明和交通运输等领域得到了广泛的应用。

其中,新能源是电力电子技术应用领域的一大亮点,电力电子技术在太阳能、风能、氢能等新能源的开发利用中发挥了巨大的作用,能够有效提高能源的利用效率。

电力电子技术的应用范围之广,使其成为了当今高新技术的代表之一。

接下来,本文将从电力电子技术应用的实际案例进行分析,探讨其在各个领域中的应用。

电力电子技术及其应用前景

电力电子技术及其应用前景

电力电子技术及其应用前景电力电子技术是一项针对电力系统的电子体系框架,在现代电力系统中发挥着重要作用。

它使用先进的半导体电子器件控制电力,并对电力变化进行控制和变换,达到提高效率和保证供电质量的目的。

电力电子技术近年来在工业、交通、航空航天等领域的应用越来越广泛,为各行业的电力供应质量和节能减排作出了重要贡献。

从历史上看,电力电子技术是从20世纪50年代初期开始出现的。

在此之前,电力系统中主要使用传统的机械开关和控制方法。

随着电子元器件的诞生和发展,电力电子技术应运而生。

在过去的几十年中,电力电子技术实现了飞速发展,并成为了现代电力系统中不可或缺的一部分。

目前,电力电子技术的应用主要分为三大类。

第一类是电力变换器的应用。

电力变换器是一种将一种电能转换成另一种电能的装置。

通过控制电流、电压和频率等参数,电力变换器在交流电网和直流电网之间进行能量转换,从而实现高效能量转换和适应性变压器的功能。

第二类是电力电子器件的应用。

电力电子器件是一种在电力系统中起关键作用的电子元器件。

电力电子器件包括IGBT、MOS管、功率MOSFET等,其主要功能是调节电网电压、电流和频率。

第三类是电力质量改善装置的应用。

电力质量改善装置是用于解决电力系统中存在的电力波动和电力质量问题的装置。

它可以消除电磁干扰、电流谐波、电压波动等电力系统中存在的问题,从而保证电力的稳定性和安全性。

随着技术的不断创新和进步,电力电子技术在近年来的应用领域越来越广泛。

在传统的能源领域中,电力电子技术已成为节能减排的主要手段。

例如,在风能和太阳能领域中,电力电子技术可以对电子器件进行调控和优化,从而实现对零碳排放的普及和减少能源浪费。

此外,电力电子技术在电力汽车、电动机车以及轨道交通等领域中也有着广泛的应用。

在未来,随着人们对能源的需求不断增加,电力电子技术的应用前景更是不可估量。

未来,电力电子技术将会在能源生产、传输和分配、以及能源消费和使用中发挥越来越重要的作用。

电力电子技术中的直流电源有哪些应用

电力电子技术中的直流电源有哪些应用

电力电子技术中的直流电源有哪些应用直流电源是电力电子技术中的重要组成部分,广泛应用于各个领域。

本文将介绍直流电源的几个主要应用,并探讨其在这些领域中的作用和意义。

一、通信领域在通信领域中,直流电源被广泛用于供电设备。

手机、无线路由器、通信基站等设备都需要直流电源提供稳定的电能。

直流电源在通信设备中的应用主要有以下几个方面:1. 电池充电:直流电源可用于手机、电脑和其他便携式设备的电池充电,保证设备能够长时间使用而不受电量限制。

2. 信号传输:直流电源能够提供稳定的电能,确保通信设备能够稳定传输信号,保障通信的质量和可靠性。

3. 通信基站:直流电源作为通信基站的电源供应系统,能够为基站提供持续、稳定的电能,确保基站设备的正常运行。

二、工业领域直流电源在工业领域中有着广泛的应用,特别是在一些对电能质量要求较高的场合。

以下是直流电源在工业领域中的几个主要应用:1. 控制系统:工业自动化控制系统通常需要稳定的直流电源,以提供精确的电能控制,在生产过程中保持稳定性和一致性。

2. 电力变换:直流电源可以用于电力变换系统,对电能进行转换和调节,提供给工业设备所需的电能。

3. 电动机驱动:直流电源可以用于工业电机的驱动,提供所需的电能供应,使电机能够按照设定的要求进行工作。

三、能源领域在能源领域,直流电源的应用主要涉及到能源的转换、储存和传输。

以下是直流电源在能源领域中的几个主要应用:1. 风力发电:风力发电机组所产生的交流电需要通过直流电源进行整流转换,转换为直流电能进行储存或传输。

2. 太阳能发电:太阳能电池板所产生的直流电需要通过直流电源进行调节和传输,供应给家庭和企业使用。

3. 电动汽车充电:直流电源作为电动汽车充电桩的电源供应装置,可以为电动汽车提供快速充电,满足车辆的能量需求。

综上所述,直流电源在电力电子技术中具有广泛的应用。

其在通信、工业和能源领域中的应用,保证了设备的稳定工作、信号传输的质量和能源的转换。

浅析电力电子技术在汽车领域的应用

浅析电力电子技术在汽车领域的应用

浅析电力电子技术在汽车领域的应用电力电子技术是指将电力与电子工程相结合的技术领域,它主要涉及电力和电子等物理、化学及数学等多学科知识。

随着汽车工业的发展和电子技术的不断进步,电力电子技术在汽车领域的应用也愈加广泛。

本文将从汽车领域的需求出发,浅析电力电子技术在汽车领域的应用。

1. 电力电子技术在汽车动力系统中的应用汽车的动力系统是汽车的核心部件,它负责提供汽车的动力和驱动力。

在传统的汽车动力系统中,发动机是主要的动力提供者,而电力电子技术的应用则可以将传统汽车动力系统进行优化和升级。

在混合动力汽车中,电力电子技术可以实现发动机和电动机的协同工作,将车辆的能量利用率提高至极致。

电力电子技术还可以提升汽车的燃料效率,减少尾气排放,实现汽车动力系统的绿色化和环保化。

随着电动汽车的兴起,电力电子技术在汽车充电系统中也有着重要的应用。

电动汽车的充电系统需要将交流电能转换为直流电能,同时还需要对电池进行充电管理和保护。

这些功能都需要依靠电力电子技术来实现。

电力电子技术还可以实现快速充电技术,大大缩短了电动汽车的充电时间,提升了电动汽车的使用便利性和用户体验。

汽车的照明系统是汽车的重要安全装置,而电力电子技术在汽车照明系统中也有着不可替代的作用。

传统的汽车照明系统主要依靠传统的灯泡和电路进行驱动,而电力电子技术可以实现对照明系统的智能化和可调光功能。

LED大灯就是利用了电力电子技术,它具有节能、耐用和亮度可控等特点,大大提升了汽车照明系统的性能和使用寿命。

电力电子技术在汽车领域的应用可以大大提升汽车的性能和功能,同时还可以实现汽车的节能和环保。

随着新能源汽车的兴起和汽车智能化技术的不断发展,电力电子技术在汽车领域的应用潜力还将进一步释放,为汽车工业的发展注入新的动力和活力。

电力电子技术在汽车领域的应用将会持续深化和拓展,为汽车行业的发展带来更多新的机遇和挑战。

电力电子技术在燃油汽车中的应用

电力电子技术在燃油汽车中的应用
随着汽车电气系统的不断增加一辆中档汽车的供电系统需要负担50多个连接器1500多个电路模块2000多个终端指示和照明灯就超过100多个线缆长度近5km耗电超过28kw这就给供电系统的安全使用造成了极大的威胁同时极大地限制了车用电器设备的配备使用和开发
山 西 青 年
信 息 技 术
电力 电子技 术在燃 油 汽 车 中的应 用
张翌 肠 董 妍
长 春 1 3 0 1 1 7 装 甲兵技 术 学院
摘 要 :本文主要介绍 了电力电子技术在燃油汽车中的应用,具体 调 节制动力大小 ,防止车轮抱死 ,以获得最佳 制动性能包括最佳 体阐述了电力电子技术在一些典型 电气设备 中的应用情况。 方向稳 定性、正常转向能力和最小制动距 离的装 置。它是汽车制 关键词 :电力电子技 术;燃油汽车 动 系统 的组成部分。在汽车上装用A B S 可有效地减少交通事故 . 提 高行车 安全性 。国外 的A8 S 发展于2 0 世纪初 ,目前A B S 技 术 现代社会 中,汽 车已不仅是代 步工具 ,而且具有娱乐 、办公 和工艺都非常成熟 ,己广泛应用于轿车和重型汽车 中。 目前ABS 和通讯等 多种功能 。伴 随汽车工 业与电子信息产业加速融合 ,汽 的发展 方向为: ( 1 ) AB S 和驱动控 制装置 的一体化 ; ( 2 ) ABS 与电子全 车开始 向电子化 、多媒体化 和智能化方向发展 ,由 以机械产 品为 控式( 或半控式) 悬挂 、电子控制 四轮 转向 、电子控制 液压转向 、 主 向高级机 电一体化产 品方向演 变 ,电子装 置 占汽车 整车( 特别 电子控 制自动变速器 等行驶系统 和动力传动 系统的组合装 置: ( 3 ) 是轿车) 价值量的 比重逐步提高。 A B S 和 自动制动器 的一体化 。 为了满足人们对汽车的动力性 、操作稳定 性、安全 性、舒适 4超 声 电 动 机 性、燃油经济 、对环境的友好性等各方面不断提高 的要 求 , 各 超 声电动 机( 简称US M) 是一种新颖的微型 电机。 它利用压 电 种电子装置不断地被应用于汽车 ,使现代汽车成 了一个广 泛的电 陶 瓷的逆压 电效 应 ,把 电能 转化 为机 械能 ,并依 靠摩擦 力来 驱 气系统 ,包含大量的电气设备。在汽车 电气 系统 中,电力电子技 动 。由于超 声电动机 特殊 的工作原理 ,它具有很 多传统 电磁 电机 术正起 着越 来越重要的作用。 无 法 比拟 的优越 性能 。如低速 大转 矩 、体 积小 重量轻 功率 密度 汽车的电源系统 大、响应速 度快、微位移 、不受 电磁场 的影 响、掉电 自保持 、设 今天的汽车具有2 0 0 多个电气设备,其平均功率在8 0 0 W以上。 计 自由度大 等。 最初汽 车上 电能是由与汽车发动机同轴( 或其它传动结构带动) 的发 超声电动机可 以作为汽车窗户提升 、座位定 位和驾驶员头部 电机产 生的,并供给1 4 V ( 标称 , 2 V ) 标 准蓄 电池( 组) 和用电器。 当发 保护装置的执行器。超声电动机要 求电力电子电路进行驱动 ,因 电机停止工作时 ,蓄电池可满足汽车启动和短期 的用电要求。 而电力电子电路的好坏会 极大影响到超声电动机的性能。 随 着 汽车 电气 系统 的 不 断增 加 ,一 辆 中 档汽 车 的供 电系 5发 动 机 机 电 气 门 统需 要负 担5 O 多个 连接器 ,1 5 0 0 多个 电路模 块 。2 0 0 0多个 终 现在电磁执行机构在汽车 系统 中具 有越来越多的应用 ,这些 端 ,指 示和照 明灯就超过 1 O 0 多个 ,线缆长度近5 k m,耗 电超过 执行机 构较之其它类型 的( 例如液压 的、风力) 执行机构具有很 多优 2 8 K W,这就给供 电系统 的安全使 用造 成了极大的威胁 ,同时极 势 , 更易利用微处理器进行更为精确的控制 。应用电磁执行机构的 大地限制 了车用 电器设 备的配备使用和开发。所以现在的汽车采 发动机气门代 替凸轮轴和凸轮气门,可以通过控制发动机进气门和 用 了新 的电源 系统 ,这 种系统 有两种 类型 ,一种是 单一 电压 的 排气 门的开关来在一个由多种变量如速度、负载 、高度和温度确定 4 2 V 系统 ,另一种是双电压 的1 4 / 4 2 V 系统 。两种电源系统的 目的 的大范围内,实现优化发动机性能和提高燃料经济性的 目的。 虽然 一致 , 但 出于实现难 易程度不同 ,又各有 自己的特点 ,前者 6 . 电子燃油喷射系统 为最终型 , 后 者为过渡型。功率器件在改善系统效率和性 能等方 和 传统 的化油器系统 相比 ,电子燃油喷射系统可 以对燃 油喷 面 起着 关键作 用 ,电力电子 技术也 被广泛应 用到 各个 电气设备 射进行更加精确 的控制 ,因而提 高了汽车的效率和燃油经济 性 , 中 ,以提 高功率 ,节约电能。 提高 功率性能,增强汽车的操纵灵活性并且使排放更 加清 洁 ,目 二、电力电子技 术给汽 车提供 的功能 前 电子燃油 喷射 系统 已在汽 车上被 广泛使 用。 1高 亮度 放 电灯 7 . 电气 空 调

电力电子技术如何降低碳排放?

电力电子技术如何降低碳排放?

电力电子技术如何降低碳排放?在全球应对气候变化的大背景下,降低碳排放成为了人类社会面临的紧迫任务。

电力电子技术作为一门新兴的交叉学科,正以其独特的方式为减少碳排放做出重要贡献。

电力电子技术在能源转换和利用方面发挥着关键作用。

传统的能源利用方式往往效率低下,造成了大量的能源浪费和碳排放。

例如,在电力供应中,传统的变压器和整流器存在较大的能量损耗。

而电力电子技术的应用,如采用高效的变频调速装置,可以根据实际负载需求灵活调整电机的转速,大大提高了电机的运行效率,减少了不必要的能源消耗。

在可再生能源领域,电力电子技术更是不可或缺的“利器”。

以太阳能和风能为例,其发电具有间歇性和不稳定性。

通过电力电子变换器,能够将这些不稳定的电能转换为稳定的、符合电网要求的电能,并实现高效的并网传输。

这不仅增加了可再生能源在能源结构中的比重,还减少了对传统化石能源的依赖,从而降低了碳排放。

在交通运输领域,电动汽车的兴起离不开电力电子技术的支持。

电动汽车中的电机驱动系统、电池管理系统等核心部件都依赖于先进的电力电子器件和控制技术。

相较于传统的燃油汽车,电动汽车在运行过程中几乎不产生直接的碳排放。

随着电力电子技术的不断进步,电动汽车的续航里程不断增加,充电时间逐渐缩短,使得更多人愿意选择电动汽车作为出行工具,进一步减少了交通领域的碳排放。

此外,电力电子技术在电力系统的优化和智能控制方面也发挥着重要作用。

智能电网的发展需要对电力的生产、传输和分配进行精确的控制和管理。

电力电子装置可以实现无功补偿、谐波治理等功能,提高电网的电能质量,减少线路损耗。

同时,通过电力电子技术实现的灵活输电系统,能够更好地调节电力潮流,提高电网的稳定性和可靠性,降低因电网故障或低效率运行而产生的碳排放。

在工业生产中,电力电子技术的应用同样广泛。

例如,在电解铝、钢铁冶炼等大型工业过程中,采用电力电子设备进行精确的电源控制,可以提高生产效率,降低能耗和碳排放。

电力电子技术的应用

电力电子技术的应用

电力电子技术的应用电力电子技术是指应用电子器件和电系统进行电能的调控、转换和控制的技术领域。

近年来,随着科技的不断进步和电力需求的增加,电力电子技术在工业、交通、医疗和通信等领域得到了广泛的应用。

本文将介绍电力电子技术在这些领域的应用情况,并探讨其对社会发展的影响。

工业领域是电力电子技术的重要应用领域之一。

在工业生产中,电力电子技术可以实现对电能的优化利用和高效转换,提高生产效率和降低能耗。

例如,变频器作为电力电子器件的一种,广泛应用于工业机械设备中,可以通过调整电机的转速和转矩,实现对生产过程的精确控制,提高设备的运行效率。

另外,电力电子技术还被应用于工业电源系统的设计和控制,提供稳定可靠的电能供应。

交通领域是另一个电力电子技术广泛应用的领域。

电力电子技术可以改善交通工具的动力系统,提高能源利用率和环境友好性。

例如,混合动力汽车和电动汽车利用电力电子控制系统实现内燃机和电动机之间的协同工作,降低汽车的油耗和尾气排放。

此外,电力电子技术还可应用于城市轨道交通系统的供电系统和列车控制系统,提高交通运输的效率和安全性。

医疗领域也是电力电子技术的重要应用领域之一。

随着医疗器械的智能化和微型化发展,电力电子技术发挥了关键作用。

例如,医用电源的设计需要满足高精度、低噪声和高效率的要求,电力电子技术可以提供稳定可靠的电能供应。

另外,电力电子技术还被应用于医疗成像设备、电子生理监护仪和手术机器人中,提供准确的信号处理和控制功能,帮助医生做出准确的诊断和手术操作。

通信领域是电力电子技术的又一个重要应用领域。

随着移动通信和互联网的普及,通信设备对电能的要求也越来越高。

电力电子技术可以提供稳定的电能供应,保证通信设备的稳定运行。

另外,电力电子技术还被应用于通信设备的电源管理、功率放大和信号调整等功能,提高设备的工作效率和性能。

电力电子技术的应用对社会经济发展产生了积极的影响。

首先,电力电子技术的广泛应用提高了能源的利用效率,减少了能源浪费,有利于节能减排和环境保护。

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究一、引言新能源汽车作为节能环保的代表,已经成为当前汽车工业的热门话题。

而在新能源汽车中,电力电子技术是不可或缺的一部分。

本文将从电力电子技术的角度,探讨在新能源汽车中的应用研究。

二、电力电子技术基础电力电子技术是运用半导体电子器件,控制电器的电压、电流、功率和频率等物理量的技术,目前已广泛应用于交流变直流、直流变交流、交流电压调节、电能质量控制等领域。

在新能源汽车上,电力电子技术起到了至关重要的作用,如带载控制、起动、动力控制、充电、驱动电机等方面。

三、电力驱动系统电力驱动系统是新能源汽车的核心部件,其中电力电子技术是电力驱动系统的关键。

电力驱动系统包括功率电子器件、智能控制系统和驱动电机。

功率电子器件采用IGBT、MOSFET、GTR等,使得电力驱动系统具有了较高的效率、可靠性和稳定性。

智能控制系统在驾驶控制、调速、节能以及智能安全等方面发挥着重要作用。

驱动电机则是电力驱动系统的主要部件,它包括了多种类型,如异步电机、同步电机、永磁同步电机、感应电机等。

在电动汽车中,最常用的是永磁同步电机和感应电机。

在这些电机中,电力电子技术控制电机的转速、转矩和电磁场,从而实现了汽车的驱动。

四、电池管理系统电池管理系统是新能源汽车电池组的核心管理部件。

电池组中包含数个电池单体,每个单体都需要通过电池管理系统进行监测、管理、维护和保护。

电池管理系统主要完成的工作包括电池单体均衡、电池状态监测、电池温度管理、电池剩余电量估计、电池充放电控制等。

其中,电池单体均衡技术是电池管理系统的重要技术之一。

电池单体均衡技术可以将不同电池单体的电荷量调整到相同水平,从而保证了电池组的稳定性和寿命。

电池管理系统利用电力电子技术控制电池的充放电,从而达到电池单体均衡的效果。

五、充电技术电动车辆的充电技术也是新能源汽车应用电力电子技术的重要方面。

为了满足不同类型的电动车辆充电需求,目前出现了不同种类的充电技术。

电力电子技术在新能源汽车中的应用

电力电子技术在新能源汽车中的应用

电力电子技术在新能源汽车中的应用电力电子技术是一门涉及电力、电子、计算机等多个学科交叉的技术,它的应用领域十分广泛,既可以应用在家用电器和计算机等电子产品中,也可以应用在工业自动化和交通运输领域中,尤其是在新能源汽车领域,电力电子技术的应用非常广泛,其作用和意义不可忽视。

一、电力电子技术在新能源汽车中的应用现状新能源汽车是指采用非传统能源,以电能为主要动力,并具备先进的控制策略和高效的储能技术的汽车,其中电力电子技术在新能源汽车中的应用占据着举足轻重的地位。

近年来,随着新能源汽车市场需求的逐步增加,电力电子技术在新能源汽车中的应用也越来越广泛,主要包括以下几个方面:1. 分时充电技术分时充电技术是指根据不同的时间段,采用不同的电费电价进行充电,以达到节约用电的目的,同时也可以提高电网的使用率。

2. 智能充电技术智能充电技术是指根据新能源汽车电池的类型、充电状态、充电电流等参数进行检测和计算,以实现充电效率和充电速度的优化,同时还可以防止电池的过度充电、过度放电和短路等故障。

3. 相变储能技术相变储能技术是指利用相变材料在温度变化时释放或吸收热量的性质,进行储能,从而实现对新能源汽车电池的温度控制和保护,提高电池的寿命和性能。

4. 驱动系统控制技术驱动系统控制技术是指通过电力电子技术对新能源汽车驱动系统进行控制和调节,实现电机的高效输出和动力系统的稳定性和安全性。

5. 电池管理系统技术电池管理系统技术是指对新能源汽车电池进行检测、控制和保护,以保证电池的安全性、稳定性和寿命,同时还可以对电池进行优化设计,提高电池的性能和效率。

二、电力电子技术在新能源汽车中的未来发展趋势随着新能源汽车市场的不断扩大和发展,电力电子技术也将在新能源汽车中发挥越来越重要的作用。

在未来的发展趋势中,电力电子技术应用在新能源汽车上将实现以下几个方面的进展:1. 新型电池技术的应用新型电池技术的应用将进一步提高新能源汽车的续航能力和性能,同时还可以满足不同用户的需求,例如快速充电、长寿命等。

电气工程中的电力电子技术应用研究

电气工程中的电力电子技术应用研究

电气工程中的电力电子技术应用研究在当今科技飞速发展的时代,电气工程领域取得了显著的进步,其中电力电子技术的应用发挥了至关重要的作用。

电力电子技术作为一门新兴的交叉学科,融合了电力学、电子学和控制理论等多个领域的知识,为实现高效、可靠的电能转换和控制提供了强有力的手段。

电力电子技术的核心是通过对电力半导体器件的控制,实现电能的变换和控制。

这些器件包括二极管、晶闸管、晶体管(如 MOSFET 和IGBT)等,它们具有开关速度快、效率高、可靠性强等优点。

通过巧妙地控制这些器件的导通和关断,可以将电能从一种形式转换为另一种形式,例如将交流电转换为直流电(ACDC 变换)、直流电转换为交流电(DCAC 变换)、改变交流电的电压和频率(ACAC 变换)以及改变直流电的电压(DCDC 变换)。

在电力系统中,电力电子技术有着广泛的应用。

例如,高压直流输电(HVDC)系统就是电力电子技术的一个重要应用领域。

传统的交流输电方式在长距离输电时存在线路损耗大、稳定性差等问题。

而HVDC 系统通过将发电厂发出的交流电转换为直流电进行输电,在接收端再将直流电转换为交流电,有效地降低了线路损耗,提高了输电效率和稳定性。

此外,柔性交流输电系统(FACTS)也是电力电子技术在电力系统中的重要应用。

FACTS 装置可以快速、灵活地调节电力系统的参数,如电压、阻抗等,从而提高电力系统的稳定性和输电能力。

在新能源领域,电力电子技术同样扮演着关键角色。

随着可再生能源的快速发展,如太阳能和风能,其发电具有间歇性和波动性的特点。

为了将这些不稳定的电能有效地并入电网,需要使用电力电子变换器进行电能的转换和控制。

例如,太阳能光伏发电系统中,通过使用DCDC 变换器和 DCAC 逆变器,可以将太阳能电池板产生的直流电转换为交流电,并实现与电网的连接。

在风力发电系统中,电力电子变换器用于调节发电机的转速和输出功率,以适应风速的变化。

在电动汽车领域,电力电子技术更是不可或缺。

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究

电力电子技术在新能源汽车中的应用研究一、前言新能源汽车的发展已成为汽车工业的热点话题,同时电力电子技术的应用也成为新能源汽车发展的重要推力。

本文将从电力电子技术的角度出发,探索其在新能源汽车中的应用研究。

二、电力电子技术及其应用电力电子技术是指利用半导体器件对电能进行控制和变换的技术。

其主要应用领域包括电源、逆变、调速、保护和传输等。

在新能源汽车领域中,电力电子技术的应用主要包括三个方面:动力电池管理系统、电机驱动系统和充电系统。

1. 动力电池管理系统动力电池管理系统主要是针对电池的充放电控制和安全管理,涉及到的电力电子器件包括开关管、二极管、晶闸管、IGBT等。

这些器件通过控制电压、电流和功率等参数,使电池实现安全可靠的充放电管理。

同时,通过数据采集和处理,不仅可实现电池的剩余电量预警、老化程度诊断、状态估算等,还可实现电池组的动态平衡管理,提高整个车辆的性能和寿命。

2. 电机驱动系统电机驱动系统指的是以电机作为动力源将电能转化为机械能的系统。

其主要涉及的电力电子器件包括功率半导体器件、电机控制器、电流传感器和速度传感器等。

通过不同的电路拓扑结构和控制策略,可以实现电机的高效率、高速度、高精度控制和节能减排。

3. 充电系统充电系统是指对新能源汽车进行充电的系统,其主要包括直流充电和交流充电两种方式。

直流充电可采用快充技术,实现短时间内对电池的充电;交流充电则可通过智能充电技术,实现电池的平衡和寿命等。

充电系统中主要使用的电力电子器件包括充电器、直流/交流变换器、功率半导体器件和控制器等。

三、电力电子技术应用研究案例1. 动力电池管理系统随着动力电池的容量不断增加,其充放电管理和安全保护问题也越来越关键。

为了实现电池的精细管理,多项研究已经涌现出来。

例如,华为公司提出了一种基于人工智能的电池管理系统,采用监控模块、诊断模块和控制模块实现电池的状态预测、故障诊断和动态平衡控制;中科电气公司也研发出一种电池管理系统,通过温度检测、电压检测和电流检测等手段,实现电池故障的自动诊断和警报。

电力电子技术在新能源汽车的应用

电力电子技术在新能源汽车的应用

电力电子技术在新能源汽车的应用随着世界经济的发展和科学技术的不断进步,电动汽车已逐渐成为人民关注的一大焦点。

针对电动汽车车用电池技术以燃料电池为主的电池凭借着其清洁无污染,能量利用率高等优点已逐渐成为电动汽车的动力来源。

本文将系统地阐述电动汽车国内外的发展现状,对电动汽车三大核心技术进行分析研究,电动汽车的各项特点和优势,以混合动力电动汽车作为研究主题,分析了电子电力技术应用于电动汽车中需要注意的问题,并且结合实际情况给出了相关建议。

标签:电力电子;新能源;汽车应用本文主要针对交通能源与环境问题对汽车产业的重大挑战,介绍了新能源汽车国内外发展现状,在分析国内外新能源汽车发展相关政策环境的同时,讨论了电力电子技术在新能源汽车发展中的作用。

结合新能源汽车中电机及其驱动控制系统、DC/DC变换器等电力电子装置的应用,表明了电力电子技术在新能源汽车发展中具有广阔的应用前景。

一、电动汽车的特点及发展历程根据所使用的动力源不同,电动汽车大致可分为三类:蓄电池电动汽车或纯电动汽车、以氢气为能源的燃料电池电动汽车和混合动力电动汽车。

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。

21世纪汽车领域的发展,电动汽车会扮演一个重要角色,脱离了实验室阶段的电动汽车,开始慢慢向商品化过渡,很多知名汽车生产厂家都陆续推出了环保型电动汽车或概念电动汽车,引发新一轮汽车技术浪潮。

混合电动汽车根据不同的性能原理,可搭配合适的电力电子装置,为汽车提供有效的动力控制。

混合电动汽车分为多种类型,并根据混合动力结构来为发动机分配功率。

串联式系统需要利用发动机的驱动来供电,然后为汽车驾驶提供必要的电能转换,功率分配会参照发动机的工作原理和相应类型。

因为动力源处于并行状态,所以混联式也被称作为串并联式,它可以极大程度上挖掘出并联式与串联式各自的性能优点,丰田公司推出的Prius系列动力系统便是采取这样的工作原理,将动力分配给发动机,然后驱动汽车行驶,加强电动机的运行效率。

混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述

混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述

混合动力电动汽车中电力电子技术应用综述1 引言电力电子技术是研究应用电力半导体器件实现电能变换和操纵的学科,它是一门由电子、电力半导体器件和操纵三者相互交叉而显现的新兴边缘学科。

它研究的内容专门广泛,要紧包括电力半导体器件、磁性材料、电力电子电路、操纵集成电路以及由其组成的电力变换装置。

目前,电力电子学研究的要紧方向是[1>:〔1〕电力半导体器件的设计、测试、模型分析、工艺及仿真等;〔2〕电力开关变换器的电路拓扑、建模、仿真、操纵和应用;〔3〕电力逆变技术及其在电气传动、电力系统等工业领域中的应用等。

电动汽车〔EV〕作为清洁、高效和可连续进展的交通工具,既对改善空气质量、爱护环境具有重大意义,又对日益严峻的石油危机提供了解决方法;同时,电动汽车作为电力电子技术的一个新的应用领域,涵盖了DC/DC和DC/AC的全部变换,是有用价值专门高的运用领域[2>。

2 混合动力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进展时期,安全、环保、节能和智能化成为汽车界共同关怀的重大课题。

为了使人类社会和汽车工业连续进展,世界各国专门是发达国家和部分进展中国家都在研究各种新技术来改善汽车和环境的和谐性。

电动汽车作为21世纪汽车工业改造和进展的要紧方向,目前已从实验室开发试验时期过渡到商品性试生产时期,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概念车,目的是为了引导世界汽车技术的潮流。

2.1 各种类型电动汽车特点及其进展依照所使用的动力源不同,电动汽车大致可分为三类:蓄电池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〕。

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,纯电动汽车的进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、使用寿命长等不可比拟的优势。

电力电子技术中的电力电子驱动系统有哪些应用

电力电子技术中的电力电子驱动系统有哪些应用

电力电子技术中的电力电子驱动系统有哪些应用电力电子技术是一门应用于电力系统中的技术,通过控制和转换电能,实现高效能、高可靠性的电力传输和转换。

在电力电子技术中,电力电子驱动系统扮演着至关重要的角色。

电力电子驱动系统利用电力电子元件来驱动各种电机系统,实现能量的高效转换和精确控制。

本文将介绍电力电子驱动系统在各个领域中的应用。

一、交通运输领域电力电子驱动系统在交通运输领域中应用广泛。

电动车辆是其中的典型代表。

电动车辆使用电力电子驱动系统来管理电能的输入、转换和输出。

电力电子驱动系统可以控制电动机的转速和扭矩,实现车辆的动力输出和能量回收。

此外,交通信号灯、电动飞机和电动火车等交通设施也采用了电力电子驱动系统,提高了交通运输的效率和可持续性。

二、工业生产领域电力电子驱动系统在工业生产领域中扮演着重要的角色。

工厂中的各种自动化设备,如机床、传送带、搬运机器人等,都需要电力电子驱动系统来实现精确的位置和速度控制。

此外,电力电子驱动系统还被应用于高压变频器、电动磁悬浮轴承、电动螺旋机等高性能的工业设备中,提高了生产效率和产品质量。

三、可再生能源领域电力电子驱动系统在可再生能源领域中具有重要的应用价值。

风力发电和太阳能发电系统利用电力电子驱动系统来控制发电机的输出电压和频率,以适应电网的需求。

此外,电力电子驱动系统还被应用于光伏逆变器、微网系统和电动汽车充电桩等装置中,实现能量的高效转换和系统的稳定运行。

四、航空航天领域电力电子驱动系统在航空航天领域中发挥着重要的作用。

现代航空器和航天器中广泛采用了电动舵机、电动缆绳机构和电动推进系统等设备,这些设备都依赖于电力电子驱动系统来提供动力和控制功能。

电力电子驱动系统在航空航天领域中的应用不仅提高了飞行器的可靠性和性能,还减轻了飞机的油耗和环境污染。

综上所述,电力电子驱动系统在交通运输、工业生产、可再生能源和航空航天等领域中具有广泛的应用。

通过控制和转换电能,电力电子驱动系统实现了能量的高效传输和精确控制,提高了系统的效率和可靠性。

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电力电子技术在汽车工业领域的技术应用摘要本文阐述了电力电子技术在燃油汽车发动机控制系统、电动汽车控制系统及汽车安全系统等方面的开发与应用,综述了电力电子技术在汽车工业电子化发展过程中不可低估的作用。

关键字:电力电子技术;燃油汽车;发动机控制;电动汽车;汽车安全;1 绪论现代社会中,汽车已不仅是代步工具,而且具有娱乐、办公和通讯等多种功能。

伴随汽车工业与电子信息产业加速融合,汽车开始向电子化、多媒体化和智能化方向发展,由以机械产品为主向高级机电一体化产品方向演变,电子装置占汽车整车价值量的比重逐步提高。

为了满足人们对汽车的动力性[1]、操作稳定性、安全性、舒适性、燃油经济性、对环境的友好性等各方面不断提高的要求, 各种电子装置不断地被应用于汽车, 使现代汽车成了一个广泛的电气系统, 包含大量的电气设备。

在汽车电气系统中, 电力电子技术正起着越来越重要的作用, 不仅如此, 电力电子技术也是一项对未来开发出具有新特性和功能设备十分有用的技术。

汽车工业的发展和大量的汽车电子设备的出现, 将给电力电子带来广阔的应用前景。

本文将从以下几个方面探讨电力电子技术在汽车工业中的应用。

1 电力电子技术在燃油汽车发动机控制系统中的运用[2]采用电子装置系统控制汽车发动机, 能够提高汽车的经济性, 满足汽车快速、排污净化的需求。

1.1 汽油发动机电力电子控制系统的控制原则以电脑为控制核心, 以空气流量和发动机转速为控制参数, 以喷油器、点火器和怠速[3]空气调节器为控制对象, 保证获得与发动机各种工况相匹配的最佳空燃比和最佳点火时刻。

发动机电子控制系统一般由进气系统、燃油系统、点火系统和控制系统等四个部分组成,如图所示。

图1 进气系统框图图2 燃油供给系统框图1.2 汽油发动机电力电子技术控制系统的工作原理车载计算机控制系统根据发动机中各种传感器送来的信号控制喷油时间、点火时刻等。

电脑通过空气流量计的信号对气量进行采样, 根据进气量和转速计算出荃本喷油[4]持续时间。

然后进行温度、海拔高度、节气门开度等各种工作参数的修正, 得到发动机在这一工况下运行的最佳喷油持续时间, 精确地控制喷油量。

最佳点火时刻也用同样的方法进行计算, 修正后送给点火电子组件, 控制点火时刻。

此外, 根据发动机的要求, 电脑还可以控制怠速和废气再循环等其它系统。

电子控制式汽油直接喷射系统, 由于计算机的运算速度快, 它能根据各个传感器输入的电信号迅速做出反应, 及时而准确地将燃油喷入进气门附近, 可使发动机的功率提高10%左右, 油耗降低10%左右。

发动机的怠速稳定、加速性能和工况过渡圆滑, 而且操作的灵敏度高。

该系统工作可靠性能好, 故障率低, 发动机ECU在10万km 的故障率仅为1/1000。

在排放系统中利用ECU对排气再循环(EGR)、氧传感器及三元催化器、二次空气喷射装置、活性炭罐电磁阀[5]、曲轴箱强制通风系统等进行控制,这样既有效地减少了CO、NO x、和HC等有害气体的排放, 又改善了经济性。

使发动机废气排放中的污染物约为0.5%, 大大低于我国GB3842-83《汽油车怠速污染物排放标准》中5%的规定。

2 电力电子技术在电动汽车中的应用随着传统燃机汽车的大围推广应用, 人们的生活变得日益方便舒适, 但同时也引起了一系列的能源与环境问题。

混合动力电动汽车以及燃料电池电动汽车,作为解决环境和能源问题的一种切实可行的方案, 逐渐得到了世界各大汽车厂商的青睐。

这是因为与传统汽车、纯电动汽车技术相比, 它们具有以下一些优势:1)效率高;2)续驶时间长;3)绿色环保;4)过载能力强;5)低噪音:6)设计灵活方便。

电动汽车采用蓄电池作储能动力源, 给电机驱动系统提供电能, 驱动电动机, 推动车轮前进, 是电力驱动系统。

电力驱动系统可以说是电动汽车的心脏, 分为两个部分:电力部分和机械装置。

其中电力部分主要包括电动机、能量转换器、电子控制器和电源系统。

图3是典型的电动汽车电力驱动系统功能块示意图, 其中双箭头和单箭头分别对应能量流和信号流[6]。

图3 典型的电动汽车电力驱动系统功能块示意图目前, 电力电子技术在电动汽车上的应用与传统汽车相比, 主要增加了在电力驱动系统上的应用, 包括电动机调速系统、能量转换器、充电器等。

2.1 电动调速系统[7]电动机是电动汽车发动机的主要部件。

功率变换器, 作为电力电子技术之一, 在电动汽车电机调速系统中, 主要有两种形式:用于直流电动机的斩波器和交流电机的逆变器。

(1)斩波器对于直流电动机调速系统, 一般采用斩波器, 其功率电路比较简单, 效率也比较高。

随着功率器件的发展, 斩波器的频率可做到几千赫兹, 因而很适合用作直流牵引调速。

电动汽车采用直流电机驱动, 无论是串励电机[8], 还是他励电机, 都采用斩波器作为功率变换器。

斩波器的功率电力电子器件多采用MOSFET 和BJT。

(2)逆变器在DC/DC变换方式中, 一般采用直流斩波器加逆变器和DC/DA逆变器两种方式。

由于电动汽车的电源(蓄电池)电压低, 采用前种方式, 传输能量环节过多, 会降低整个系统的效率。

而采用PWM电压型逆变器, 则线路简单、环节少、效率高。

另外, 现在还出现了谐振直流环节变换器和高频谐振交流环节变换器。

由于采用零电压或零电流开关技术, 谐振式变换器具有开关损耗小、电磁干扰小、低噪声、高功率密度和高可靠性等优点, 已引起研究人员广泛的兴趣。

2.2 能量转换器[9]电动汽车能量转换器的主要部件是功率器件。

目前常用的功率器件有CTO、BJT、MOSFET、IGBT、SITSITH、MCT, 其中CTO、MCT 具有高开关速度、高能量传输能力、优越的动态特性及高可靠性, 很适合于电动汽车驱动, 同时, 功率器件能影响到能量转换器的结构。

直—直流及直—交流转换器各自应用于直流电动机和交流电动机。

除了通常的脉宽调制(PWM)转换器外, 最近有一种电池回授转换器叫做共振直流耦合转换器, 它可提供零电压开关或零电流开关, 具有零开关损耗、低散热需要、无需缓冲器工作、高能量密度、很少严重的电磁干扰问题、噪声小及高可靠性的优点。

2.3充电装置[10]发展自动充电器是发展电动汽车的必要条件, 因为它能将交流电网的电能有效地补充到每辆电动汽车的蓄电池中。

今后为使电动汽车普及, 则需要建立蓄电池充电站, 每个站必须配备若干套自动充电器。

此外,为方便起见, 每辆电动汽车亦需配备一台自动充电器, 汽车制造厂和修配厂亦需配备若干套充电器。

可以看出充电器对电动汽车的发展有着必然的影响。

充电器的功能就是将交流电变为直流电, 这就需要用到电力电子技术, 使用功率器件。

当这些充电器用到电动汽车中时, 人们对它们提出了更多的要求。

要求它们恒流恒压二段式充电, 还要求高效、轻量, 有自检及自动充电等多种保护功能, 并且能程控设定充电时间曲线、监视电池温度, 对电网无污染等。

这些要求需要电力电子技术来解决, 更突出了电力电子技术在充电器上的应用。

3 电力电子技术在安全系统中的应用安全是汽车发展过程中的永恒的主题,汽车安全一直受到汽车制造业、汽车消费者以及各国政府的普遍重视和关注。

在发达的工业化国家中, 巨大的人力、财力和物力不断投入到汽车安全性的研究领域, 并制定了大量相关的汽车安全性标准, 立即体现在各国的汽车安全法规上, 政府管理部门的法规使汽车企业不能不在汽车安全性上做出迅速而有力的回应。

分析世界汽车交通事故的基本规律, 导致汽车交通事故的原因既有汽车自身的不安全因素, 也有参与交通的人为因素, 还有公路和气象等环境因素。

总之, 人、车、环境是影响汽车行驶安全性能的三大因素。

这者组成了相互制约的系统工程, 必须进行全面的分析和研究, 进行综合治理, 才能实现汽车安全运行。

汽车企业为了提高汽车的主动安全性, 做到防患于未然,主要通过如图4所示几个方面的技术加以实现。

图4 汽车主动安全系统框图由图4可见, 它是以计算机和通信技术为核心, 利用车辆底盘电子综合控制装置, 构筑汽车人机一体化的闭环安全系统。

这个系统以人(驾驶员)为中心, 人与车辆平等合作, 共同决策, 驾驶员驾车的过程是人、车辆与环境三者之间信息交流的过程。

在汽车人机一体化的闭环安全系统中, 可达到人、车辆和环境三者之间相互作用的协调与各自特性的最佳匹配, 实现安全、高效和舒适的行驶。

同时,电力电子技术也为汽车安全问题提出了防抱死制动系统(ABS)。

汽车装备的安全装置分为主动安全装置和被动安全装置两大类,主动安全装置是避免发生事故, 被动安全装置的作用是减轻事故的伤害程度。

防抱死制动系统(ABS) 就是一种主动安全装置。

由汽车理论可知, 当制动器制动力大于轮胎和道路之间的附着力时, 车轮就会抱死滑移。

只有汽车具有足够的制动力, 同时地面又提供较大的附着力时, 汽车才能获得较好的制动效果。

在汽车制动过程中, ABS 能自动调节车轮的制动力, 从而使汽车在制动时, 车轮与地面都能达到峰值的纵向附着系数和较大的横向附着系数, 以保证不发生车轮抱死滑移、车辆失去转向能力等不安全的工况, 提高车辆的方向稳定性、转向控制能力,缩短制动距离。

驱动防滑系统(ASR) 也称牵引力控制系统, 是防抱死制动系统的完善和补充, 它可以防止汽车起动和加速时的驱动轮打滑, 既有助于提高汽车加速时的牵引性能, 又能改善其操作稳定性。

4 综述本文主要介绍了电力电子技术在燃油汽车、电动汽车以及汽车安全等方面的应用,彰显了电力电子技术在汽车工业发展中的重要作用。

通过使用电力电子技术来控制燃油汽车的发动机系统,与传统方式相比,该系统能够精准的控制喷油量、最佳喷油持续时间和汽车性能,同时它可以进行废气循环再利用,提高了汽油利用率减少了环境污染。

然而燃油汽车的大围推广使用,给人们的生活带来了舒适便利的同时也造成了一系列的能源和环境问题。

混合动力电动汽车以及燃料电池电动汽车,作为解决环境和能源问题的一种切实可行的方案,逐渐得到了世界各大汽车厂商的青睐。

电动汽车采用蓄电池作储能动力源, 给电机驱动系统提供电能, 驱动电动机, 推动车轮前进, 是电力驱动系统。

电力驱动系统是电动汽车的核心,它主要包括两个部分:电力部分和机械装置。

其中电力部分主要包括电动机、能量转换器、电子控制器和电源系统。

与传统汽车相比,其主要增加了电力驱动系统方面的应用,包括:电动机调速系统、能量转换器、充电器等。

这些装置的使用,使其具有无污染、效率高、噪声低、更有利于智能化等优点,具有非常光明的发展前景。

随着国家交通法规的不断更新,交通安全越来越受到人们的重视,安全也是汽车发展过程中永恒的主题。

导致汽车交通事故的原因既有汽车自身的不安全因素, 也有参与交通的人为因素, 还有公路和气象等环境因素。

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