新能源汽车技术(第二版) (5)[33页]

2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
4）逆变桥单元 图6-3所示为驱动单元和双单元IGBT模块。逆变桥单元由三个双单元IGBT
模块组成，它把直流变成三相交流，给三相永磁直流无刷电动机供电。 若逆变桥出现故障，如欠电压保护、过电压保护、过电流保护、过温保护、
短路保护信号时，IPM通过串行故障输出端口传送给逆变器控制器。
图6-3 驱动单元和双单元IGBT模块
2、变频器内元件
2、汽车上变频器的组成和功能
（1）DC/DC升压转换器。为了降低成本，同时提高蓄电池组的可靠性，设计 上通常要减少蓄电池串联的数目，导致蓄电池总电压降低，电动机效率下降。 为了提高电动机的效率，通常要采用升压DC/DC将低电压升压为高电压，再 经逆变器把高压直流变成三相交流电。 （2）DC/DC降压转换器。混合动力汽车或纯电动汽车由于没有12V发电机， 因此，需要通过DC/DC将蓄电池由高压等级降压为12V等级为12V铅酸蓄电池 充电，12V蓄电池为全车电气系统供电。
降压DC/DC的功率元件为了共用散热器装在驱动电动机的逆变器内部。 也有汽车将降压DC/DC的功率元件布置在逆变器外部，这样的冷却系统是将 逆变器、电动机、DC/DC、电动冷却液循环泵和散热器等串联。
2、变频器内元件
2、汽车上变频器的组成和功能
（3）电动空调压缩机变频器。电动汽车空调压缩机采用电动机驱动，一般直 接用高压蓄电池电压，不用再像驱动电动机那样升压。电动空调压缩机变频器 如图6-4所示。 （4）电动转向机变频器。汽车上的12V变频器有电动转向机电动机采用的变 频器，因电动转向机电动机功率较小，所以变频器的逆变桥和控制单元体积都 较小。以后的36V（也称42V）系统可能会代替12V给电动转向机供电。
图6-4 电动空调压缩机变频器
3、丰田普锐斯变频器
图6-5所示为第二代丰田普锐斯变频器控制单元和逆变桥，逆变电路主要 由智能功率模块（IPM）构成的逆变桥组成，IPM内部的核心是电动汽车换流 的绝缘栅双极型晶体管，也称IGBT。逆变器总成内升压DC/DC和两套逆变器 担负着向MG1和MG2电动机提供交流电的功能。 ※关于本图的细节讲解请参考赵振宁编著《混合动力汽车构造、原理与检修》。
整流和逆变是一个互逆的过程。 整流是把交流变成直流的装置。整流器种类有单管单相半波整流器、四管 单相全桥整流器、六管三相全桥整流器。 逆变器是把直流变成交流的装置。种类有单管单相逆变器、四管单相全桥 逆变器、六管三相全桥逆变器。电动汽车电动机为三相全桥逆变器，按导通控 制分为两两导通和三三导通两种。 工业变频器是将三相或单相交流电先经整流桥整流成直流，再经逆变桥转 成交流。电动汽车电源本身就为直流，所以，仅是一个逆变过程，不过人们习 惯也讲逆变器称为变频器。
第十三章 第十四章 第十五章 第十六章 第十七章 第十八章 第十九章
直流—直流转换器 电动助力转向系统 电动汽车制动系统 电动汽车仪表 电动汽车空调系统 电动汽车充电 电动汽车高压安全技术
第六章 活塞连杆电组动故汽障车诊变断频与器修复
第一节
活塞连杆组汽故车变障频诊器断简介与修复
1、变 频 器
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
1）电容器 逆变桥的直流输入端并联有大容量的电容器，可以在放电阶段提供储能器
的作用，由于直流放电电容没有内阻，可使电动机加速更快。在充电阶段，可 减小大电流对蓄电池的负面作用，还有滤波效果。 2）变频器控制单元
变频器控制单元接收来自纯电动汽车整车控制单元或混合动力汽车控制 单元通过CAN总线发送过来的电动机转矩需求信号，根据电动机转子转速信号、 电动机转子位置信号和三相电动机各相电流信号产生驱动逆变桥驱动单元的定 时弱信号。
高等职业教育“十三五”规划教材
新能源汽车技术（第二版）
课件制作：杨丽慧
赵振宁 柴茂荣 李春明
第五章 第六章
新能源汽车发展史 新能源汽车现状 储能装置 电力电子变换 电动汽车电动机 电动汽车变频器
第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第十二章
电动汽车传动系统 典型纯电动汽车 典型混合动力汽车 氢燃料电池汽车 其他新能源汽车 蓄电池管理系统
图6-6 第三代丰田普锐斯变频器控制单元和逆变桥
3、丰田普锐斯变频器
图6-7 第三代丰田普锐斯直流/直流转换器
3、丰田普锐斯变频器
图6-8 第二代丰田普锐斯逆变器总成内部结构原理图
4、比亚迪E6电动汽车变频器
比亚迪E6纯电动MPV车型采用多功能变频器，其内部结构原理如图6-9所 示，图中除电动机和充电口外的结构为比亚迪E6电动汽车变频器原理图，其功 能如下： （1）实现直流变三相交流以驱动电动机。 （2）实现将外界的单相或三相交流电转化为直流电给蓄电池充电。 （3）实现将蓄电池的直流电转化为交流电为充电口的交流用电设备供电，起 移动充电站的作用。
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
2）变频器控制单元 变频器控制单元的核心是数字信号处理
器（Data Signal Processor，DSP），作 用是从混合动力控制单元（HV-ECU）或纯 电动汽车控制单元（EV-ECU）接收发送过 来的转矩信号，数字信号处理器（DSP） 根据汽车电动机反馈的转速和相电流信号， 输出控制电动机达到控制目标的控制脉冲 来驱动智能逆变桥（IPM）。
如图6-1所示为一汽B50EV纯电动汽车 逆变器总成图。
图6-1 一汽B50EV纯电动汽车逆变器总成
2、变频器内元件
1、汽车变频器的组成和功能
3）逆变桥驱动单元 图6-2所示为驱动单元和逆变桥。接收来自变频器控制单元的定时弱信号，
将这个信号转换成能驱动逆变桥的15V正脉冲，或5~10V负脉冲。
图6-2 驱动单元和逆变桥
空调压缩机逆变器和降压DC/DC分别隶属空调系统和电源系统。逆变器U、 V、W三相输出中的V、W相设计有霍尔电流传感器，在电动机系统检修中霍 尔电流传感器已讲过。
图6-5 第二代普锐斯变频器控制单元和逆变桥
3、丰田普锐斯变频器
图6-6所示为第三代丰田普锐斯逆变器MG1、MG2电动机的变频器。图 6-7所示为丰田普锐斯变频器下面的直流/直流转换器。图6-8所示为第二代丰 田普锐斯逆变器总成内部结构原理图。