探索HEV系統的主要部件:電源與高壓輔機
圖4是豐田“雷克薩斯GS450h”使用的DC-DC轉換器。該轉換器利用雙變壓器結構實(shí)現了大幅的高效率化和小型化。
圖3:電力轉換的原理,經(jīng)多個(gè)過(guò)程轉換電力。
圖4:HEV用DC-DC轉換器,雷克薩斯GS450h用品。
下面來(lái)介紹高壓輔機系統。發(fā)動(dòng)機車(chē)使用發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)空調用壓縮機和水泵等輔機類(lèi)。但是,HEV的發(fā)動(dòng)機在電動(dòng)模式(EV)行駛時(shí)和停止時(shí)關(guān)閉,因此無(wú)法維持驅動(dòng)力。
鑒于以上原因,為了在發(fā)動(dòng)機關(guān)閉時(shí)也能夠驅動(dòng)輔機類(lèi),電動(dòng)化勢在必行。而且,HEV配備有高壓電池,大負荷系統通過(guò)采用高壓性能參數有望實(shí)現小型化。某些市售HEV已經(jīng)采用了這種方式。
壓縮機和水泵
HEV采用的電動(dòng)壓縮機有發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)力和馬達驅動(dòng)力并用的混合動(dòng)力型,以及單獨利用馬達驅動(dòng)力的類(lèi)型。單獨利用馬達驅動(dòng)的類(lèi)型中也有通過(guò)采用高壓性能參數實(shí)現小型化的種類(lèi)。
圖5是單獨利用馬達驅動(dòng)的電動(dòng)壓縮機范例。該范例通過(guò)壓縮機、馬達、逆變器、電子控制單元(ECU)的一體化實(shí)現了小型化,配備的位置與發(fā)動(dòng)機車(chē)的壓縮機相同。而對于利用發(fā)動(dòng)機驅動(dòng)的壓縮機,為了確保低轉速時(shí)的容量,壓縮機體積會(huì )相應加大。
圖5:渦旋式電動(dòng)壓縮機的結構,只利用馬達進(jìn)行驅動(dòng)的范例。
而HEV用為馬達驅動(dòng),只需提高轉速便可縮小壓縮機體積,可以有效利用剩余空間。永久磁鐵式馬達采用IPM型,馬達線(xiàn)圈和逆變器的冷卻使用壓縮機冷媒。為了克服振動(dòng)、溫度和耐水性等環(huán)境條件,特別考慮了部件的固定方法、散熱性和防水結構。
電動(dòng)水泵在2009年上市的“普銳斯(Prius)”上得到了采用。具有降低發(fā)動(dòng)機輔機的驅動(dòng)損失,提高燃效的作用。該水泵的負荷小,采用了低壓指標,但在今后,考慮到馬達、逆變器、主電池等主要部件的小型化,冷卻能力必須得到提升。在不久的將來(lái),電動(dòng)水泵估計會(huì )采用高壓指標。
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