使插電式混合動力車成為可能的變頻器資料來源 : 技術(shù)在線 使插電式混合動力車成為可能的變頻器 【日經(jīng)BP社報(bào)導(dǎo)】DATE 2006/05/29
豐田自動織機(jī)在2006年5月24日～26日于日本橫濱Pacifico會展中心舉辦的“人與車科技展2006”上，展出了面向可利用家用電源給充電電池充電的“插電式混合動力車”的變頻器。由於是作為AC電源在車內(nèi)使用，因此除老式變頻器原本就有的將混合動力車充電電池的直流電轉(zhuǎn)換成交流電的功能外，還具備將家用AC電源的交流電流轉(zhuǎn)換成直流電能後給充電電池充電的功能。而且，還有一個(gè)特點(diǎn)就是變頻器和DC-DC轉(zhuǎn)換器可使用同一個(gè)電路。此次開發(fā)的產(chǎn)品設(shè)想在給充電電池充電時(shí)使用200V的家用AC電源，充電量最大3kW。而在車內(nèi)使用AC電源時(shí)，則將充電電池的288V輸出電流轉(zhuǎn)換成100V交流電。頻率為60Hz或50Hz。最大可用功率為3kW。 （1）將用於對充電電池電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換的DC-DC轉(zhuǎn)換器的整流二極體電橋變更成了使用IGBT（絕緣柵雙極電晶體）的H電橋，追加了控制電路； （2）在反相電路中追加了用於改善功率因數(shù)的有源濾波器控制電路； （3）追加了充電控制電路。 圖1：具有“插電式”功能的變頻器
資料來源 : 技術(shù)在線 TDK展出福特和本田混合動力車DC-DC變頻器 【日經(jīng)BP社報(bào)導(dǎo)】DATE 2005/05/24
日本TDK在“2005年人與車科技展”（Pacifico橫濱、2005年5月18～20日）上，展出了被福特和本田的混合動車採用的DC-DC變頻器等。
圖1：提高了保磁力的Nd-Fe-B類磁鐵 通過將殘留磁束密度與保持力結(jié)合起來，成功開發(fā)了“45SH”、“42UH”、“38UX”及“35EV”四種規(guī)格。45SH的殘留磁束密度為1.36T，保磁力在1671kA/m以上。其他規(guī)格的殘留磁束密度減小，而保磁力卻有所增大。
圖2：福特“Escape Hybrid”用變頻器（右），本田“雅哥混合動力車”用變頻器（左）。
圖2：福特“Escape Hybrid”用變頻器（右），本田“雅哥混合動力車”用變頻器（左）。 Escape Hybrid的變頻器為設(shè)置於引擎內(nèi)部的水冷型，輸出功率為1.5kW。輸入電壓為288V，輸出電壓為14.5V，輸出電流為110A。尺寸為200×300×73mm，重量為3.65kg。
圖3：混合動力車用電池電壓檢測感測器
資料來源 : 技術(shù)在線
羅姆試製成功嵌入SiC元件的變頻器模組 可在200℃高溫下驅(qū)動馬達(dá) 【日經(jīng)BP社報(bào)導(dǎo)】DATE 2007/10/10
羅姆試製出了配備SiC MOSFET以及肖特基勢壘二極體的變頻器模組。試製品採用了中空結(jié)構(gòu)及堆疊結(jié)構(gòu)這2種模組構(gòu)造。在演示中，使用其中的中空結(jié)構(gòu)型變頻器模組，使嵌入了 SiC整流肖特基勢壘二極體的3相交流馬達(dá)旋轉(zhuǎn)起來（圖1）。為了提高模組散熱性，在中空結(jié)構(gòu)產(chǎn)品的中空部位設(shè)置了散熱風(fēng)扇。
圖1 實(shí)際演示時(shí)的情形。SiC一側(cè)及Si一側(cè)的馬達(dá)溫度均達(dá)到200℃左右。採用SiC元件的變頻器模組的溫度原定達(dá)到近200℃，但由於是緩慢加熱，因此只達(dá)到180℃左右。採用Si元件的變頻器模組沒有加熱到200℃ 無論中空結(jié)構(gòu)還是堆疊結(jié)構(gòu)，均考慮用於汽車，並設(shè)想在200℃左右環(huán)境下工作。採用SiC元件可在高溫下工作，因此，該公司著眼于將來在馬達(dá)上直接安裝變頻器模組，以實(shí)現(xiàn)馬達(dá)的小型化。“在馬達(dá)上直接安裝採用Si元件的變頻器模組非常困難”（講解員）。 在實(shí)際演示中，還與採用Si元件時(shí)的情況進(jìn)行了對比。採用Si元件時(shí)，設(shè)想在200℃環(huán)境下驅(qū)動3相交流馬達(dá)，但馬達(dá)中嵌入的矽二極體無法整流，所以馬達(dá)未能工作。 所展出的中空結(jié)構(gòu)及堆疊結(jié)構(gòu)的變頻器模組，均可驅(qū)動3相交流馬達(dá)（圖2）。耐壓為600V，可輸出10A的電流。耐熱為200℃。雖然估計(jì)所嵌入的肖特基勢壘二極體及MOSFET晶片本身可耐300℃左右的高熱，但由於封裝材料的老化問題，耐熱指標(biāo)被限制在了200℃。
圖2 左為中空結(jié)構(gòu)型、右為堆疊結(jié)構(gòu)型的變頻器模組 中空結(jié)構(gòu)與堆疊結(jié)構(gòu)相比較，中空結(jié)構(gòu)偏重用於提供大功率。由於輸出大功率，所以晶片有可能出現(xiàn)高溫，因此，中空結(jié)構(gòu)產(chǎn)品比堆疊結(jié)構(gòu)提高了散熱性。將3層 單相變頻器電路加上DC-DC轉(zhuǎn)換器電路的合計(jì)4層電路作為立方體的4個(gè)邊，構(gòu)成了中空結(jié)構(gòu)的模組（圖3）。堆疊結(jié)構(gòu)有利於實(shí)現(xiàn)變頻器模組的小型化。堆疊 結(jié)構(gòu)是堆疊了3層單相變頻器電路而成的(圖4)。
圖3 中空結(jié)構(gòu)的變頻器模組
圖4 堆疊結(jié)構(gòu)的變頻器模組
圖5 可輸出150A電流的變頻器模組。右下方為展品，後面的展板上記載有驅(qū)動試驗(yàn)結(jié)果
還試製成功支援100A以上電流的SiC變頻器模組 另外，羅姆還展出了可輸出150A電流的、採用SiC元件的變頻器模組。展板上介紹，在約25kHz的開關(guān)頻率下，成功地輸出了約150A的電流（圖5）。變頻器模組中配備了肖特基勢壘二極體以及通過DMOS驅(qū)動單相交流馬達(dá)的電橋電路。這兩種元件的尺寸均為5mm見方。所採用的DMOS的通態(tài)電阻為5～6ｍΩcm2。通態(tài)電阻還可進(jìn)一步降低。據(jù)介紹，此次只是考慮到要穩(wěn)訂製造工藝，提高成品率，才採用了上述通態(tài)電阻值。（記者：根津 禎） |
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