级联型逆变器应用于电动汽车
① 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。
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② 车载逆变器能用在电瓶车上吗
那么这是不可以的,主要原因是因为他们的型号是完全不匹配的,那么使用之后是完全达不到效果,而且还有一定的安全隐患,所以不能够用在电瓶车上。
③ 请问逆变器可以给电动汽车充电吗 假如给比亚迪E6汽车充电
可以,如果您是指三相交流工频逆变器。具体如何充电,首先要有跟车辆匹配的接口,就是充电枪,其次需要设计满足国标要求的控制导引电路或通讯接口,实现充电控制。简单的办法就是直接使用充电桩,将逆变器输出的电源接入充电桩,通过充电桩实现对电动汽车的充电。
当然,如果车辆配置有便携充电器(比亚迪e6不清楚有没有),那就跟电动自行车充电一样啦。逆变器输出接个插座,充电器插上就能充电啦。
④ 现在电动汽车上不是可以安装逆变器吗。
可以逆变的,但是逆变功率有限制,而且逆变器转换效率比较低,自己给自己充电,就是把电池的电能转换为逆变器的热能而已,冬天取暖可以。
⑤ 逆变器的主要分类
主要分两类,一类是正弦波逆变器,另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电,因为它不存在电网中的电磁污染。方波逆变器输出的则是质量较差的方波交流电,其正向最大值到负向最大值几乎在同时产生,这样,对负载和逆变器本身造成剧烈的不稳定影响。同时,其负载能力差,仅为额定负载的40-60%,不能带感性负载。如所带的负载过大,方波电流中包含的三次谐波成分将使流入负载中的容性电流增大,严重时会损坏负载的电源滤波电容。针对上述缺点,出现了准正弦波(或称改良正弦波、修正正弦波、模拟正弦波等等)逆变器,其输出波形从正向最大值到负向最大值之间有一个时间间隔,使用效果有所改善,但准正弦波的波形仍然是由折线组成,属于方波范畴,连续性不好。总括来说,正弦波逆变器提供高质量的交流电,能够带动任何种类的负载,但技术要求和成本均高。准正弦波逆变器可以满足我们大部分的用电需求,效率高,噪音小,售价适中,因而成为市场中的主流产品。方波逆变器的制作采用简易的多谐振荡器,其技术属于50年代的水平,将逐渐退出市场。
逆变器根据发电源的不同,分为煤电逆变器,太阳能逆变器,风能逆变器,核能逆变器。根据用途不同,分为独立控制逆变器,并网逆变器。世界上太阳能逆变器,欧美效率较高,欧洲标准是97.2%,但价格较为昂贵,国内其他的逆变器效率都在90%以下,但价格比进口要便宜很多。除了功率,波形以外,选择逆变器的效率也非常重要,效率越高则在逆变器身上浪费的电能就少,用于电器的电能就更多,特别是当你使用小功率系统时这一点的重要性更明显。 有源逆变器:是使电流电路中的电流,在交流侧与电网连接而不直接接入负载的逆变器;
无源逆变器:使电流电路中的电流,在交流侧不与电网连接而直接接入负载(即把直流电逆变为某一频率或可调频率的交流电供给负载)的逆变器 多重串联型逆变器应用于电动汽车有诸多优点。串联结构输出电压矢量种类大大增加,增强了控制的灵活性,提高了控制的精确性;同时降低了电机中性点电压的波动。逆变器的旁路特点可提高充电和再生制动控制的灵活性。
随着人们对城市环境的日益关切,电动汽车的发展得到了一个难得的机遇。在城市交通中,电动大客车由于载量大,综合效益高,成为优先发展的对象。电动大客车大都采用三相交流电机,由于电机功率大,三相逆变器中的器件需要承受高电压和大电流应力的作用,较高的dv/dt又使电磁辐射严重,并且需要良好的散热。
而采用多重串联型结构的大功率逆变器则降低了单个器件承受的电压应力,降低了对器件的要求;降低了dv/dt值,减少了电磁辐射,器件的发热也大大减少;由于输出电平种类增加,控制性能更好。
多重串联型逆变器适用于大功率的电动汽车驱动系统。采用多重串联型结构,可降低多个蓄电池串联带来的危险,降低器件的开关应力和减少电磁辐射。但需要的电池数增加了2倍。
多重串联型结构输出电压矢量种类大大增加,从而增强了控制的灵活性,提高了控制的精确性;同时降低电机中性点电压的波动。为维持每组蓄电池电量的均衡,在运行时需要确保电池的放电时间一致。通过旁路方式,可灵活地对蓄电池组充电,还可控制再生制动的力矩。 车载逆变器一般使用汽车电瓶或者点烟器供电,先将低压直流电转换为265V左右的直流电,然后将高压的直流电转变为220V、50Hz的交流电。车载逆变器打破了在车内使用电器的诸多局限。车载电源不仅适用于车载系统,只要有DC12V直流电源的场合,都可使用。车载逆变器充分考虑到外部的使用环境,当发生过载或短路现象时将自动保护关机。
车载逆变器的使用方法
1、把车载逆变器插入汽车点烟器插座内,插入时请检查插头与插座之间松紧程度。太松时把插头部的两边弹片张开,然后插入点烟插座内。
2、确认车载逆变器的电源指示灯是否发亮。
3、把要使用的电器的电源插头插入车载电源转换器的插座内。
注意事项:
1、拔下连续使用中的电器插头时,务必先确认使用电器的开关是否已拨在”关”上,然后再拔掉电源插头。
2、更换车载逆变器的保险丝时务必使用同一型号、规格的保险丝,使用指定规格以外的保险丝或金属丝会引起异常过热和火灾。
3、及时清理车载逆变器插头处脏物,以免引起转换器接触不良或异常过热。
4、使用后或不使用车载逆变器时,要从点烟插座上拔下车载逆变器并妥善保管。
车载逆变器的选择
车载逆变器是一种工作在大电流、高频率环境下的电源产品,其潜在故障率相当高。因此,消费者在购买时一定要慎重。首先,从逆变器输出波形上选,最好不要低于准正弦波;其次,逆变器要有完备的电路保护功能;第三,厂家要有良好的售后服务承诺;第四,电路和产品经过一段时间的考验。
1、选择车载电源除了价格因素外,主要需要考虑的是车载电源对输入电压的要求和输出功率的大小,此外由于各种用电器的功率差别很大,因此要根据使用需求选择车载电源,原则是够用为主。
2、根据使用的电器的种类不同需选择合适的车载电源,对于日常的阻性用电器选择方波、修正波、正弦波的都可以合使用,对于感性的用电器则必须选择正弦波逆变器了。
3、方波/修正波逆变电源不能带感性负载和容性负载,不能带动空调,冰箱,也难以为高质量的音响电视提供电源。严格上讲方波/修正波逆变电源会影响用电器的使用寿命,这些问题在使用正弦波逆变器时不会出现。
4、一般小轿车内的点烟器保险为10A或15A(10A的保险多为老旧车型或原装进口车型的),这说明一般的小轿车内可以使用的车载逆变电源为120W或180W的。如果需要大功率的逆变器(超过180W或200W的)则一定要看一下包装内是否有电瓶夹线,没有电瓶夹线的大功率逆变器在小轿车上使用会有所限制。
5、一般的车载电源在点烟器端都会有保险,汽车用品齐齐网提醒购买时一定需要打开查看一下这个保险与汽车点烟器的保险是不相匹配(理论上要小于或等于点烟器的保险),这样点烟器的保险才能起到作用,反之会使汽车点烟器的保险烧掉,会造成没必要的麻烦。
车载逆变器注意事项
首先,要严格按照用户手册的规定来使用逆变器;
其次,逆变器的输出电压是220伏交流电,而这个220伏电是在一个狭小的空间并处于可移动状态,因此要格外小心。应将其放在较为安全的地方,以防触电。在不使用时,最好切断其输入电源;
第三,不要将逆变器置于太阳直晒或暖风机出口附近。逆变器的工作环境温度不宜超过摄氏40度;
第四,逆变器工作时会发热,因此不要在其附近或上面放置物品;
第五,逆变器怕水,不要使其淋雨或撒上水。
⑥ 电动车电瓶可以接逆变器使用吗
逆变器可以在电动车上使用。车载逆变器是一种能够将 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。车载逆变器通过点烟器输出的车载逆变器可以是 20W 、40W 、80W 、120W 直到150W 功率规格的。逆变器的使用方法如下:
1、将转换器放置在平坦的地方,确保开关是关的;
2、将红、黑线分别与转换器的红黑接线柱相连,带夹子的一端分别夹在电瓶的正、负极上(红线夹电瓶正极,黑线夹负极)。假如使用点烟器插头,则将插头插入点烟器插孔即可;
3、将电器的电源插头插入AC插口;
4、打开转换器开关,即可使用。
保养电动车的电池:
第一招:充电时间不能过长
很多人在用完电动车之后,就会给自己的爱车充电,往往一充就是一个晚上,长时间的充电对电池的伤害还是非常大的。
第二招:不要在高温环境下充电
在夏天的时候,外界的温度会比较高,有些车主会把电动车停放在阳光底下充电,这样的话可能会造成爆炸的情况,真的非常严重。所以说最好停放在阴凉处来充电。
第三招:冬季最好在室内充电
电池的容量是会随着气温而改变的,如果气温过度,那么电池的蓄电能力就会成正比下降,所以很多车主会发现,自己在冬季的时候开电动车,往往行驶路程会比较短,这是正常的现象。所以最好是在恒温的环境下充电,也就是在室内。
第四招:充电次数不能过于频繁
很多人用完电动车就会给它充电,一天要充好几次,其实是不对的。因为这样做会损伤电池的寿命,电池本身只能够充500次左右,如果你一天充个四五次,那么电池很快就会报废了。最好是在电量还有三分之一的时候充电,这样才是最合适的。
第五招:不要等到没电在充电
很多人用电动车都有一个习惯,他们往往会等到电量亏损的时候才充电,这种做法是错误的,因为在电池电量亏损的情况下,对电池的伤害非常大,这个比长时间充电的伤害还要打,可能会使得电池内部的结构出现损伤,多次出现电量亏损的话,续航能力就会大大下降。
第六招:开车最好以匀速行驶
其实保持一个均衡的速度来行驶,对电池的影响是最小的,那样的话电池的使用寿命也会大大延长,所以我们在行驶的过程中,要控制好车速,不要过快也不要国漫,以匀速来行驶。
⑦ 电动车装上逆变器有什么好处
电动车装上逆变器的作用是增加动力。
工作原理:
逆变器是一种DC to AC的变压器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程。
转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出,而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电;两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。
其核心部分都是一个PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,逆变器则采用TL5001芯片。
TL5001的工作电压范围3.6~40V,其内部设有一个误差放大器,一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。
产品作用:
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。
通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、照明等 。
简单地说,逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。
产品特点:
转换效率高、启动快。
安全性能好,产品具备短路、过载、过/欠电压、超温5种保护功能。
物理性能良好,产品采用全铝质外壳,散热性能好,表面硬氧化处理,耐摩擦性能好,并可抗一定外力的挤压或碰击。
带负载适应性与稳定性强。
⑧ 用逆变器可以给电动车汽车充电吗
不可以。要用汽车生产商认可的,正规的充电设备。
⑨ 电动汽车的逆变器有着什么样的优点
电动车装上逆变器的作用是增加动力。
工作原理:
逆变器是一种DC to AC的变压器,它其实与转化器是一种电压逆变的过程。
转换器是将电网的交流电压转变为稳定的12V直流输出,而逆变器是将Adapter输出的12V直流电压转变为高频的高压交流电;两个部分同样都采用了用得比较多的脉宽调制(PWM)技术。
其核心部分都是一个PWM集成控制器,Adapter用的是UC3842,逆变器则采用TL5001芯片。
TL5001的工作电压范围3.6~40V,其内部设有一个误差放大器,一个调节器、振荡器、有死区控制的PWM发生器、低压保护回路及短路保护回路等。
产品作用:
逆变器是把直流电能(电池、蓄电瓶)转变成交流电(一般为220v50HZ正弦或方波)。
通俗的讲,逆变器是一种将直流电(DC)转化为交流电(AC)的装置。
它由逆变桥、控制逻辑和滤波电路组成。
广泛适用于空调、家庭影院、电动砂轮、电动工具、缝纫机、DVD、VCD、电脑、电视、洗衣机、抽油烟机、冰箱,录像机、按摩器、风扇、照明等 。
简单地说,逆变器就是一种将低压(12或24伏或48伏)直流电转变为220伏交流电的电子设备。
产品特点:
转换效率高、启动快。
安全性能好,产品具备短路、过载、过/欠电压、超温5种保护功能。
物理性能良好,产品采用全铝质外壳,散热性能好,表面硬氧化处理,耐摩擦性能好,并可抗一定外力的挤压或碰击。
带负载适应性与稳定性强。
向左转|向右转
⑩ 智能电力电子逆变器平台 可连接电动汽车等能源并与电网交互
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据小编从外媒报道获悉,美国橡树岭国家实验室的研究人员开发了一种智能电力电子逆变器平台,该平台可以连接能源资源,如太阳能电池板、储能设备和电动汽车等,并能顺利地与公用电网进行交互。
选车君观点:打造智能电力电子逆变器平台必将成为世界主流的趋势,因为该平台是一个具有自主实时监控和管理电网的系统,可让系统更具稳定性。
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