探索HEV系統(tǒng)的主要部件:電源與高壓輔機(jī)
圖4是豐田“雷克薩斯GS450h”使用的DC-DC轉(zhuǎn)換器。該轉(zhuǎn)換器利用雙變壓器結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了大幅的高效率化和小型化。
圖3:電力轉(zhuǎn)換的原理,經(jīng)多個(gè)過程轉(zhuǎn)換電力。
圖4:HEV用DC-DC轉(zhuǎn)換器,雷克薩斯GS450h用品。
下面來介紹高壓輔機(jī)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)車使用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)空調(diào)用壓縮機(jī)和水泵等輔機(jī)類。但是,HEV的發(fā)動(dòng)機(jī)在電動(dòng)模式(EV)行駛時(shí)和停止時(shí)關(guān)閉,因此無法維持驅(qū)動(dòng)力。
鑒于以上原因,為了在發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉時(shí)也能夠驅(qū)動(dòng)輔機(jī)類,電動(dòng)化勢在必行。而且,HEV配備有高壓電池,大負(fù)荷系統(tǒng)通過采用高壓性能參數(shù)有望實(shí)現(xiàn)小型化。某些市售HEV已經(jīng)采用了這種方式。
壓縮機(jī)和水泵
HEV采用的電動(dòng)壓縮機(jī)有發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力和馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力并用的混合動(dòng)力型,以及單獨(dú)利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)力的類型。單獨(dú)利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的類型中也有通過采用高壓性能參數(shù)實(shí)現(xiàn)小型化的種類。
圖5是單獨(dú)利用馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)壓縮機(jī)范例。該范例通過壓縮機(jī)、馬達(dá)、逆變器、電子控制單元(ECU)的一體化實(shí)現(xiàn)了小型化,配備的位置與發(fā)動(dòng)機(jī)車的壓縮機(jī)相同。而對于利用發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的壓縮機(jī),為了確保低轉(zhuǎn)速時(shí)的容量,壓縮機(jī)體積會(huì)相應(yīng)加大。
圖5:渦旋式電動(dòng)壓縮機(jī)的結(jié)構(gòu),只利用馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的范例。
而HEV用為馬達(dá)驅(qū)動(dòng),只需提高轉(zhuǎn)速便可縮小壓縮機(jī)體積,可以有效利用剩余空間。永久磁鐵式馬達(dá)采用IPM型,馬達(dá)線圈和逆變器的冷卻使用壓縮機(jī)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(jié)構(gòu)。
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(jī)輔機(jī)的驅(qū)動(dòng)損失,提高燃效的作用。該水泵的負(fù)荷小,采用了低壓指標(biāo),但在今后,考慮到馬達(dá)、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(dòng)水泵估計(jì)會(huì)采用高壓指標(biāo)。
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