探索HEV系統(tǒng)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現(xiàn)了大幅的高效率化和小型化。
圖3:電力轉換的原理,經多個過程轉換電力。
圖4:HEV用DC-DC轉換器,雷克薩斯GS450h用品。
下面來介紹高壓輔機系統(tǒng)。發(fā)動機車使用發(fā)動機驅動空調用壓縮機和水泵等輔機類。但是,HEV的發(fā)動機在電動模式(EV)行駛時和停止時關閉,因此無法維持驅動力。
鑒于以上原因,為了在發(fā)動機關閉時也能夠驅動輔機類,電動化勢在必行。而且,HEV配備有高壓電池,大負荷系統(tǒng)通過采用高壓性能參數(shù)有望實現(xiàn)小型化。某些市售HEV已經采用了這種方式。
壓縮機和水泵
HEV采用的電動壓縮機有發(fā)動機驅動力和馬達驅動力并用的混合動力型,以及單獨利用馬達驅動力的類型。單獨利用馬達驅動的類型中也有通過采用高壓性能參數(shù)實現(xiàn)小型化的種類。
圖5是單獨利用馬達驅動的電動壓縮機范例。該范例通過壓縮機、馬達、逆變器、電子控制單元(ECU)的一體化實現(xiàn)了小型化,配備的位置與發(fā)動機車的壓縮機相同。而對于利用發(fā)動機驅動的壓縮機,為了確保低轉速時的容量,壓縮機體積會相應加大。
圖5:渦旋式電動壓縮機的結構,只利用馬達進行驅動的范例。
而HEV用為馬達驅動,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,馬達線圈和逆變器的冷卻使用壓縮機冷媒。為了克服振動、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)動機輔機的驅動損失,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,電動水泵估計會采用高壓指標。
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