級聯型逆變器應用於電動汽車
① 電動汽車上的逆變器是什麼
新能源汽車有別於傳統燃油車最核心的技術就是「三電」——電驅,電池,電控。其中逆變器這個器件在電動汽車領域已經變得舉足輕重,沒有它電動車根本跑不起來,並且逆變器的性能直接影響著電動車的價格,那麼這個小東西到底是干什麼用的,下面就了解一下。
先普及一下三電和DC、AC的基礎知識:
其中,電驅由三部分構成:傳動機構、電機、逆變器。
簡單介紹一下AC、DC:
交流電AC的特點:大小和方向都發生周期性變化。交流電在生活民用電壓220V、通用工業電壓380V,都屬於危險電壓。它的最基本的形式是正弦電流,我國交流電供電的標准頻率規定為50Hz。
直流電DC的特點:方向不隨時間發生改變。直流電一般被廣泛使用於手電筒(干電池)、手機(鋰電池)等各類生活小電器等。干電池(1.5V)、鋰電池、蓄電池等被稱之為直流電源,都低於24V。
我們想要真正了解逆變器的作用,就得先知道車載動力電池的原理。
新能源汽車能夠跑起來是因為電機帶動了車輪,而電機的電量來自於電池,但動力電池是以直流電存儲,電機使用的是交流電。交流電機必須依靠正弦波交流電才能驅動旋轉。但車載動力電池能夠輸出的是直流電,逆變器的作用就是把直流電轉換成正弦波交流電,並且它還控制著交流電機的轉速和扭矩。所以,要想把DC轉變AC運轉,就要靠逆變器。
所以,對於配備交流感應電機的電動車,必須通過逆變器,把電池包輸出的高壓直流電轉換成可控制幅值和頻率的正弦波交流電,才能驅動車輛行駛。
正弦波的獲得是通過方波演變而來的。首先了解一下方波的形成。請看電路圖,這個神奇的電路叫做Full Bridge Inverter,全橋逆變電路。它的結構很簡單,由四個開關(S1-S4)組成。A和B為電路輸出端的正負極。
通過開關控制,電流的流向發生了逆轉,通過不斷閉合開關,方型交流電就產生了。我們日常的家用220V電源頻率為50Hz這就意味著每分鍾需要開關100次。如此高的頻率沒有人能控製得了,所以需要接入場效應管,例如IGBT或MOSFET,這個電子元件可以實現每分鍾上千次的開關。
通過場效應管的開關控制,可以獲得我們所需要的方波,但我們要的是正弦波。這里就涉及到了一個技術名詞——脈寬調制。
當前,我們已經按照固定的頻率開閉開關形成了方波,如果將開關的頻率在需要更大的地方產生更大的脈沖…如下圖。
試想一下,如果我們對單位時間的脈沖求得平均值,它就會變成?
這是一條很接近與正弦曲線的圖形,脈沖越精確,切換的頻率越高,所得的曲線就越光滑。我們可以通過比較器進行對脈沖串的調制就能獲得平滑的正弦波曲線。
還有一種方法叫做重電壓逆變技術——在電路當中增加電容和電感的方式用於平滑曲線。電容用於平滑電壓曲線,電感用於平滑電流曲線。就好比在電路上增加了一個小容量的水庫(二級緩存),電容就相當於一個可以瞬間充放電的電池,它能吸收電壓脈沖,讓輸出曲線變得平滑。以上所說的只有一組電壓就能實現正弦波的輸出,如果用多組電壓進行調制,就能獲得精度更高的正弦波曲線,並且控制精度也更加精準。這種方法多用於風力發電機或電動汽車。
簡單來說,逆變器(Power Inverter)是一種能夠將 DC12V直流電轉換為和市電相同的 AC220V交流電,供一般電器使用,是一種方便的車用電源轉換器。若一台電動汽車的逆變器能支持較高電壓,則相應的電壓充電流較大,功率較大,這意味著同樣電流進行充電,充電功率可以等比例放大,即充電時間會縮短。
若提高逆變器的支持電壓,則相應的充電時逆變器產生的熱量會變多,那麼就需要解決逆變器中IGBT模塊的散熱問題,這是提高充電效率的關鍵問題,目前日本豐田對此研究較深入,例如其加硅碳技術的應用。
此外,逆變器性能的好壞直接決定電機的性能表現,也是各大新能源汽車企業的核心技術。所以逆變器技術的掌握和突破就如同燃油車時代的變速箱技術一樣,將會成為新能源汽車產品的核心技術。隨著新一代半導體功率器件的發展,可以看出,IGBT和SiC是未來電機控制系統和充電樁的主力干將。
IGBT在電力驅動系統中屬於逆變器模塊,將動力電池的直流電逆變成交流電提供給驅動電動機。它約佔新能源汽車電機驅動系統及車載充電系統成本的40%,其性能直接決定了整車的能源利用率。
SiC功率器件的損耗是Si器件的50%左右,主要用於實現電動車逆變器等驅動系統的小量輕化。
一提到純電動汽車,大多數人第一反應都是特斯拉,尤其是最近特斯拉的頻繁動作,讓其知名度變得更高,那麼特斯拉到底好在哪,為什麼就是比國產純電動汽車受歡迎?下面的視頻介紹了特斯拉的充電原理,一起學習一下。
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② 車載逆變器能用在電瓶車上嗎
那麼這是不可以的,主要原因是因為他們的型號是完全不匹配的,那麼使用之後是完全達不到效果,而且還有一定的安全隱患,所以不能夠用在電瓶車上。
③ 請問逆變器可以給電動汽車充電嗎 假如給比亞迪E6汽車充電
可以,如果您是指三相交流工頻逆變器。具體如何充電,首先要有跟車輛匹配的介面,就是充電槍,其次需要設計滿足國標要求的控制導引電路或通訊介面,實現充電控制。簡單的辦法就是直接使用充電樁,將逆變器輸出的電源接入充電樁,通過充電樁實現對電動汽車的充電。
當然,如果車輛配置有便攜充電器(比亞迪e6不清楚有沒有),那就跟電動自行車充電一樣啦。逆變器輸出接個插座,充電器插上就能充電啦。
④ 現在電動汽車上不是可以安裝逆變器嗎。
可以逆變的,但是逆變功率有限制,而且逆變器轉換效率比較低,自己給自己充電,就是把電池的電能轉換為逆變器的熱能而已,冬天取暖可以。
⑤ 逆變器的主要分類
主要分兩類,一類是正弦波逆變器,另一類是方波逆變器。正弦波逆變器輸出的是同我們日常使用的電網一樣甚至更好的正弦波交流電,因為它不存在電網中的電磁污染。方波逆變器輸出的則是質量較差的方波交流電,其正向最大值到負向最大值幾乎在同時產生,這樣,對負載和逆變器本身造成劇烈的不穩定影響。同時,其負載能力差,僅為額定負載的40-60%,不能帶感性負載。如所帶的負載過大,方波電流中包含的三次諧波成分將使流入負載中的容性電流增大,嚴重時會損壞負載的電源濾波電容。針對上述缺點,出現了准正弦波(或稱改良正弦波、修正正弦波、模擬正弦波等等)逆變器,其輸出波形從正向最大值到負向最大值之間有一個時間間隔,使用效果有所改善,但准正弦波的波形仍然是由折線組成,屬於方波范疇,連續性不好。總括來說,正弦波逆變器提供高質量的交流電,能夠帶動任何種類的負載,但技術要求和成本均高。准正弦波逆變器可以滿足我們大部分的用電需求,效率高,噪音小,售價適中,因而成為市場中的主流產品。方波逆變器的製作採用簡易的多諧振盪器,其技術屬於50年代的水平,將逐漸退出市場。
逆變器根據發電源的不同,分為煤電逆變器,太陽能逆變器,風能逆變器,核能逆變器。根據用途不同,分為獨立控制逆變器,並網逆變器。世界上太陽能逆變器,歐美效率較高,歐洲標準是97.2%,但價格較為昂貴,國內其他的逆變器效率都在90%以下,但價格比進口要便宜很多。除了功率,波形以外,選擇逆變器的效率也非常重要,效率越高則在逆變器身上浪費的電能就少,用於電器的電能就更多,特別是當你使用小功率系統時這一點的重要性更明顯。 有源逆變器:是使電流電路中的電流,在交流側與電網連接而不直接接入負載的逆變器;
無源逆變器:使電流電路中的電流,在交流側不與電網連接而直接接入負載(即把直流電逆變為某一頻率或可調頻率的交流電供給負載)的逆變器 多重串聯型逆變器應用於電動汽車有諸多優點。串聯結構輸出電壓矢量種類大大增加,增強了控制的靈活性,提高了控制的精確性;同時降低了電機中性點電壓的波動。逆變器的旁路特點可提高充電和再生制動控制的靈活性。
隨著人們對城市環境的日益關切,電動汽車的發展得到了一個難得的機遇。在城市交通中,電動大客車由於載量大,綜合效益高,成為優先發展的對象。電動大客車大都採用三相交流電機,由於電機功率大,三相逆變器中的器件需要承受高電壓和大電流應力的作用,較高的dv/dt又使電磁輻射嚴重,並且需要良好的散熱。
而採用多重串聯型結構的大功率逆變器則降低了單個器件承受的電壓應力,降低了對器件的要求;降低了dv/dt值,減少了電磁輻射,器件的發熱也大大減少;由於輸出電平種類增加,控制性能更好。
多重串聯型逆變器適用於大功率的電動汽車驅動系統。採用多重串聯型結構,可降低多個蓄電池串聯帶來的危險,降低器件的開關應力和減少電磁輻射。但需要的電池數增加了2倍。
多重串聯型結構輸出電壓矢量種類大大增加,從而增強了控制的靈活性,提高了控制的精確性;同時降低電機中性點電壓的波動。為維持每組蓄電池電量的均衡,在運行時需要確保電池的放電時間一致。通過旁路方式,可靈活地對蓄電池組充電,還可控制再生制動的力矩。 車載逆變器一般使用汽車電瓶或者點煙器供電,先將低壓直流電轉換為265V左右的直流電,然後將高壓的直流電轉變為220V、50Hz的交流電。車載逆變器打破了在車內使用電器的諸多局限。車載電源不僅適用於車載系統,只要有DC12V直流電源的場合,都可使用。車載逆變器充分考慮到外部的使用環境,當發生過載或短路現象時將自動保護關機。
車載逆變器的使用方法
1、把車載逆變器插入汽車點煙器插座內,插入時請檢查插頭與插座之間松緊程度。太松時把插頭部的兩邊彈片張開,然後插入點煙插座內。
2、確認車載逆變器的電源指示燈是否發亮。
3、把要使用的電器的電源插頭插入車載電源轉換器的插座內。
注意事項:
1、拔下連續使用中的電器插頭時,務必先確認使用電器的開關是否已撥在」關」上,然後再拔掉電源插頭。
2、更換車載逆變器的保險絲時務必使用同一型號、規格的保險絲,使用指定規格以外的保險絲或金屬絲會引起異常過熱和火災。
3、及時清理車載逆變器插頭處臟物,以免引起轉換器接觸不良或異常過熱。
4、使用後或不使用車載逆變器時,要從點煙插座上拔下車載逆變器並妥善保管。
車載逆變器的選擇
車載逆變器是一種工作在大電流、高頻率環境下的電源產品,其潛在故障率相當高。因此,消費者在購買時一定要慎重。首先,從逆變器輸出波形上選,最好不要低於准正弦波;其次,逆變器要有完備的電路保護功能;第三,廠家要有良好的售後服務承諾;第四,電路和產品經過一段時間的考驗。
1、選擇車載電源除了價格因素外,主要需要考慮的是車載電源對輸入電壓的要求和輸出功率的大小,此外由於各種用電器的功率差別很大,因此要根據使用需求選擇車載電源,原則是夠用為主。
2、根據使用的電器的種類不同需選擇合適的車載電源,對於日常的阻性用電器選擇方波、修正波、正弦波的都可以合使用,對於感性的用電器則必須選擇正弦波逆變器了。
3、方波/修正波逆變電源不能帶感性負載和容性負載,不能帶動空調,冰箱,也難以為高質量的音響電視提供電源。嚴格上講方波/修正波逆變電源會影響用電器的使用壽命,這些問題在使用正弦波逆變器時不會出現。
4、一般小轎車內的點煙器保險為10A或15A(10A的保險多為老舊車型或原裝進口車型的),這說明一般的小轎車內可以使用的車載逆變電源為120W或180W的。如果需要大功率的逆變器(超過180W或200W的)則一定要看一下包裝內是否有電瓶夾線,沒有電瓶夾線的大功率逆變器在小轎車上使用會有所限制。
5、一般的車載電源在點煙器端都會有保險,汽車用品齊齊網提醒購買時一定需要打開查看一下這個保險與汽車點煙器的保險是不相匹配(理論上要小於或等於點煙器的保險),這樣點煙器的保險才能起到作用,反之會使汽車點煙器的保險燒掉,會造成沒必要的麻煩。
車載逆變器注意事項
首先,要嚴格按照用戶手冊的規定來使用逆變器;
其次,逆變器的輸出電壓是220伏交流電,而這個220伏電是在一個狹小的空間並處於可移動狀態,因此要格外小心。應將其放在較為安全的地方,以防觸電。在不使用時,最好切斷其輸入電源;
第三,不要將逆變器置於太陽直曬或暖風機出口附近。逆變器的工作環境溫度不宜超過攝氏40度;
第四,逆變器工作時會發熱,因此不要在其附近或上面放置物品;
第五,逆變器怕水,不要使其淋雨或撒上水。
⑥ 電動車電瓶可以接逆變器使用嗎
逆變器可以在電動車上使用。車載逆變器是一種能夠將 DC12V直流電轉換為和市電相同的 AC220V交流電,供一般電器使用,是一種方便的車用電源轉換器。車載逆變器通過點煙器輸出的車載逆變器可以是 20W 、40W 、80W 、120W 直到150W 功率規格的。逆變器的使用方法如下:
1、將轉換器放置在平坦的地方,確保開關是關的;
2、將紅、黑線分別與轉換器的紅黑接線柱相連,帶夾子的一端分別夾在電瓶的正、負極上(紅線夾電瓶正極,黑線夾負極)。假如使用點煙器插頭,則將插頭插入點煙器插孔即可;
3、將電器的電源插頭插入AC插口;
4、打開轉換器開關,即可使用。
保養電動車的電池:
第一招:充電時間不能過長
很多人在用完電動車之後,就會給自己的愛車充電,往往一充就是一個晚上,長時間的充電對電池的傷害還是非常大的。
第二招:不要在高溫環境下充電
在夏天的時候,外界的溫度會比較高,有些車主會把電動車停放在陽光底下充電,這樣的話可能會造成爆炸的情況,真的非常嚴重。所以說最好停放在陰涼處來充電。
第三招:冬季最好在室內充電
電池的容量是會隨著氣溫而改變的,如果氣溫過度,那麼電池的蓄電能力就會成正比下降,所以很多車主會發現,自己在冬季的時候開電動車,往往行駛路程會比較短,這是正常的現象。所以最好是在恆溫的環境下充電,也就是在室內。
第四招:充電次數不能過於頻繁
很多人用完電動車就會給它充電,一天要充好幾次,其實是不對的。因為這樣做會損傷電池的壽命,電池本身只能夠充500次左右,如果你一天充個四五次,那麼電池很快就會報廢了。最好是在電量還有三分之一的時候充電,這樣才是最合適的。
第五招:不要等到沒電在充電
很多人用電動車都有一個習慣,他們往往會等到電量虧損的時候才充電,這種做法是錯誤的,因為在電池電量虧損的情況下,對電池的傷害非常大,這個比長時間充電的傷害還要打,可能會使得電池內部的結構出現損傷,多次出現電量虧損的話,續航能力就會大大下降。
第六招:開車最好以勻速行駛
其實保持一個均衡的速度來行駛,對電池的影響是最小的,那樣的話電池的使用壽命也會大大延長,所以我們在行駛的過程中,要控制好車速,不要過快也不要國漫,以勻速來行駛。
⑦ 電動車裝上逆變器有什麼好處
電動車裝上逆變器的作用是增加動力。
工作原理:
逆變器是一種DC to AC的變壓器,它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。
轉換器是將電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出,而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電;兩個部分同樣都採用了用得比較多的脈寬調制(PWM)技術。
其核心部分都是一個PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,逆變器則採用TL5001晶元。
TL5001的工作電壓范圍3.6~40V,其內部設有一個誤差放大器,一個調節器、振盪器、有死區控制的PWM發生器、低壓保護迴路及短路保護迴路等。
產品作用:
逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成交流電(一般為220v50HZ正弦或方波)。
通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉化為交流電(AC)的裝置。
它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。
廣泛適用於空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱,錄像機、按摩器、風扇、照明等 。
簡單地說,逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電的電子設備。
產品特點:
轉換效率高、啟動快。
安全性能好,產品具備短路、過載、過/欠電壓、超溫5種保護功能。
物理性能良好,產品採用全鋁質外殼,散熱性能好,表面硬氧化處理,耐摩擦性能好,並可抗一定外力的擠壓或碰擊。
帶負載適應性與穩定性強。
⑧ 用逆變器可以給電動車汽車充電嗎
不可以。要用汽車生產商認可的,正規的充電設備。
⑨ 電動汽車的逆變器有著什麼樣的優點
電動車裝上逆變器的作用是增加動力。
工作原理:
逆變器是一種DC to AC的變壓器,它其實與轉化器是一種電壓逆變的過程。
轉換器是將電網的交流電壓轉變為穩定的12V直流輸出,而逆變器是將Adapter輸出的12V直流電壓轉變為高頻的高壓交流電;兩個部分同樣都採用了用得比較多的脈寬調制(PWM)技術。
其核心部分都是一個PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,逆變器則採用TL5001晶元。
TL5001的工作電壓范圍3.6~40V,其內部設有一個誤差放大器,一個調節器、振盪器、有死區控制的PWM發生器、低壓保護迴路及短路保護迴路等。
產品作用:
逆變器是把直流電能(電池、蓄電瓶)轉變成交流電(一般為220v50HZ正弦或方波)。
通俗的講,逆變器是一種將直流電(DC)轉化為交流電(AC)的裝置。
它由逆變橋、控制邏輯和濾波電路組成。
廣泛適用於空調、家庭影院、電動砂輪、電動工具、縫紉機、DVD、VCD、電腦、電視、洗衣機、抽油煙機、冰箱,錄像機、按摩器、風扇、照明等 。
簡單地說,逆變器就是一種將低壓(12或24伏或48伏)直流電轉變為220伏交流電的電子設備。
產品特點:
轉換效率高、啟動快。
安全性能好,產品具備短路、過載、過/欠電壓、超溫5種保護功能。
物理性能良好,產品採用全鋁質外殼,散熱性能好,表面硬氧化處理,耐摩擦性能好,並可抗一定外力的擠壓或碰擊。
帶負載適應性與穩定性強。
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⑩ 智能電力電子逆變器平台 可連接電動汽車等能源並與電網交互
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據小編從外媒報道獲悉,美國橡樹嶺國家實驗室的研究人員開發了一種智能電力電子逆變器平台,該平台可以連接能源資源,如太陽能電池板、儲能設備和電動汽車等,並能順利地與公用電網進行交互。
選車君觀點:打造智能電力電子逆變器平台必將成為世界主流的趨勢,因為該平台是一個具有自主實時監控和管理電網的系統,可讓系統更具穩定性。
本文來源於汽車之家車家號作者,不代表汽車之家的觀點立場。