淺析電力電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用

馮漢偉

【摘 ?要】隨著時代的進步和科技的發(fā)展，我國在很多領(lǐng)域取得了全新的成就。隨著社會的現(xiàn)代化進程不斷加快，我國各行各業(yè)的發(fā)展呈現(xiàn)出日趨科技化的局面，電力電子技術(shù)的發(fā)展也越來越成熟。當前，電力電子技術(shù)已經(jīng)在我國的汽車領(lǐng)域得到了充分的應(yīng)用，為汽車領(lǐng)域的發(fā)展帶來了巨大的幫助。

【Abstract】With the progress of the times and the development of science and technology， China has made new achievements in many fields. With the continuous acceleration of the social modernization process， the development of all walks of life in China presents a more and more scientific and technological situation， and the development of power electronics technology is more and more mature. At present， power electronics technology has been fully applied in the automobile field in China， which has brought great help to the development of automobile field.

【關(guān)鍵詞】電力電子技術(shù);汽車領(lǐng)域;應(yīng)用

【Keywords】 power electronics technology; automobile field; application

【中圖分類號】U463 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文章編號】1673-1069（2020）01-0186-02

1 引言

目前，電力電子技術(shù)和汽車領(lǐng)域的發(fā)展已經(jīng)成為我國工業(yè)企業(yè)中發(fā)展速度較快的兩個領(lǐng)域。汽車領(lǐng)域在引入電力電子技術(shù)后明顯在很多核心技術(shù)領(lǐng)域上有了更好的發(fā)展，如汽車設(shè)備建造實現(xiàn)了高效率、響應(yīng)性良好、控制靈活等目標，汽車的指示燈、照明燈、控制方向、雨刷、喇叭等多個設(shè)備的性能都有所提升，得到了質(zhì)的飛躍。以上這些都是電力電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域中的應(yīng)用。為了加深汽車領(lǐng)域?qū)﹄娏﹄娮蛹夹g(shù)的掌握程度，本文具體介紹了電力電子技術(shù)在汽車不同領(lǐng)域中所得到的應(yīng)用。

2 電力電子技術(shù)的發(fā)展

我國電力電子技術(shù)的發(fā)展主要分為兩個階段：一是傳統(tǒng)的電力電子器件;二是現(xiàn)代電力電子器件。傳統(tǒng)的電力電子器件主要是由電力二級管和晶閘管構(gòu)成，在當時的年代該器件是電力電子技術(shù)中最具代表性的器件，具有體積小、功率低的優(yōu)勢，深受工業(yè)企業(yè)的技術(shù)認可。在此基礎(chǔ)上衍生出了很多相關(guān)的技術(shù)器件，如快速晶閘管、逆導(dǎo)晶閘管、雙向晶閘管等。這些器件的引入在很大程度上促進了我國電力電子技術(shù)的發(fā)展，在當時為工業(yè)企業(yè)的發(fā)展作出了巨大的貢獻。與傳統(tǒng)的電子電力器件不同，現(xiàn)代化電力電子器件更符合現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的要求，主要將微電子技術(shù)和電力技術(shù)相結(jié)合，研發(fā)了一種全新的電力電子器件，能夠?qū)崿F(xiàn)高頻、全控的技術(shù)目標。現(xiàn)代化電力電子器件的研制是為了緊跟現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展的步伐，該種技術(shù)能夠更好地滿足人們對電力電子技術(shù)的要求，使得工業(yè)化生產(chǎn)的元件更加人性化。由此，我們得到的技術(shù)產(chǎn)物主要有：功率晶閘管、可關(guān)閉晶閘管，等等。現(xiàn)階段，我國的電力電子技術(shù)正朝著成熟化方向發(fā)展，該技術(shù)也在很多工業(yè)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并對各個行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展起到了很大的促進作用。其中，該技術(shù)在汽車領(lǐng)域中得到了較為廣泛的應(yīng)用，利用該技術(shù)可以在很大程度上幫助汽車制造企業(yè)改進汽車的各個控制元件，使得汽車內(nèi)部的各個器件的性能能夠得到大幅度的上升，大大促進了汽車領(lǐng)域的發(fā)展，完善了汽車制造環(huán)節(jié)中存在的一些技術(shù)上的不足，達到提升我國汽車制造行業(yè)社會地位的目標。

3 電力電子技術(shù)在燃油汽車發(fā)動機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

人們之所以在汽車工業(yè)制造領(lǐng)域引入電力電子技術(shù)，其根本原因在于利用電子裝置系統(tǒng)可以實現(xiàn)有效控制汽車發(fā)動機的目的，在很大程度上能夠幫助汽車實現(xiàn)快速排污。

3.1 汽油發(fā)動機電力電子控制系統(tǒng)的控制原則

汽油發(fā)動機電力電子系統(tǒng)控制原則的提出是為了更好地將電力電子技術(shù)應(yīng)用到汽車的燃油發(fā)動機控制上。該控制系統(tǒng)的實現(xiàn)主要是利用電腦為技術(shù)控制的核心設(shè)備，以汽車的空氣流量和發(fā)動機的運轉(zhuǎn)速度為控制參數(shù)，重點調(diào)控汽車的噴油器、點火器設(shè)備和空氣調(diào)節(jié)器，配合汽車的其他設(shè)備實現(xiàn)最佳空燃比例和最佳點火時刻。一般來說，汽車的電子發(fā)動機控制系統(tǒng)的構(gòu)成較為復(fù)雜，主要由進氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和控制系統(tǒng)四個方面組成。要想更好地發(fā)揮電力控制系統(tǒng)的作用，就必須做好這幾個系統(tǒng)直接的配合工作，有效將各個運轉(zhuǎn)系統(tǒng)的功能相匹配，發(fā)揮汽車發(fā)動機的最大效能。

3.2 汽油發(fā)動機電力電子控制系統(tǒng)的工作原理

首先，電力電子技術(shù)控制系統(tǒng)主要利用電腦對空氣中流量的信號進行氣量采集，并根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)進行計算，得出荃本噴油的可持續(xù)時間，有效地控制汽車噴油量;其次，需要利用相同的方法計算汽車的最佳點火時刻，減少汽車發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中所消耗的資源。除此之外，基于電力電子技術(shù)的汽車控制系統(tǒng)還對汽車的排放系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)方式有著一定的要求，人們鼓勵利用ECU對汽車排氣進行再循環(huán)處理，利用二次空氣噴射裝置、活性炭罐電磁閥等減少汽車尾氣中有毒氣體（CO、NOx、HC）的排放[1]。

4 電力電子技術(shù)在電動汽車中的應(yīng)用

4.1 電動調(diào)速系統(tǒng)

電動機是電動汽車發(fā)動機的主要部件，一般來說電力調(diào)速系統(tǒng)主要表現(xiàn)為兩種形式：用于直流電動機的斬波器和交流電機的逆波器。首先，斬波器主要用在直流電動機的調(diào)速系統(tǒng)中，此種電動調(diào)速系統(tǒng)所應(yīng)用到的功率電路的設(shè)計較為簡單、用電效率也較高。隨著我國電力功率器件的設(shè)計結(jié)構(gòu)逐漸完善，使得電力斬波器可以承受的電頻也在不斷加大，我國現(xiàn)有的技術(shù)中甚至可以將斬波器的頻率做到幾千Hz以上，進而能夠支持汽車直流電機的正常驅(qū)動。其次，電力調(diào)速系統(tǒng)所擁有的另外一種轉(zhuǎn)化形式是逆變器。此種電力調(diào)速系統(tǒng)的出現(xiàn)是為了解決傳統(tǒng)電動汽車在使用過程中容易出現(xiàn)電源電壓較低、傳輸能量的速度較慢的問題。利用逆變器調(diào)速系統(tǒng)能夠?qū)㈦妱悠嚨碾娐吩O(shè)計變得更加簡單，有效提高用電效率。其主要采用零電壓或者零電流開關(guān)技術(shù)，減少汽車電流開關(guān)的損害程度，降低電磁干擾帶來的噪聲，大大提高電力調(diào)速系統(tǒng)的工作效率[2]。

4.2 充電裝置

由于我國電力電子技術(shù)的不斷成熟化發(fā)展，使得該技術(shù)已經(jīng)在各大工業(yè)制造企業(yè)得到應(yīng)用。汽車制造企業(yè)目前已經(jīng)研發(fā)了多種電動汽車，為了從本質(zhì)上提高電動汽車的各項性能，給駕車人員提供更好的駕車體驗，電力電子技術(shù)進行了更大的技術(shù)革新。在汽車制造企業(yè)中引入了自動充電器設(shè)備，有效地提高電動汽車的充電效率，更好地利用交流電網(wǎng)的電能。但前提是需要在城市各個地區(qū)建立大型的蓄電池充電站，每個充電站需設(shè)置若干套自動充電器。電動充電器的主要功能就是將普通的交流電變?yōu)橹绷麟姡沟贸潆娮兊酶颖憬?、高效。充電裝置的改革將會為城市用車居民們提供更大的生活便捷，此外，為了保證人們的安全出行，還需要在城市周圍設(shè)置一些大型的電動汽車維修廠，保證汽車在出現(xiàn)問題時可以第一時間找到維修的場所。

5 電力電子技術(shù)在汽車安全系統(tǒng)中的應(yīng)用

在汽車的發(fā)展過程中，安全是人們最為重視的部分。汽車安全不但關(guān)系到駕駛?cè)藛T的生命安全，同時，也有可能會對駕駛員造成一定的經(jīng)濟損失。隨著電力電子技術(shù)的不斷發(fā)展，汽車行業(yè)中也大量應(yīng)用了電力電子技術(shù)。通過對于大量汽車交通事故進行分析可以發(fā)現(xiàn)，造成交通事故的原因大致有兩方面。一方面是由于人為因素所造成的;另一方面則是由于自然因素所造成的。然而，通過在汽車制造中引入電力電子技術(shù)可以在極大程度上避免交通事故的發(fā)生。例如，現(xiàn)今汽車中所包含的ABS系統(tǒng)就是電力電子技術(shù)在汽車安全系統(tǒng)中的應(yīng)用。ABS系統(tǒng)又稱為防抱死制動系統(tǒng)，其可以幫助汽車提高剎車效率、減少剎車距離，同時，ABS系統(tǒng)還可以防止汽車在進行剎車的過程中出現(xiàn)車輪瞬間靜止的現(xiàn)象，有效提升了車輛行駛的安全性。此外，驅(qū)動防滑系統(tǒng)也是電力電子技術(shù)在汽車安全系統(tǒng)中的應(yīng)用之一。因此，在汽車發(fā)展中引用電力電子技術(shù)可以有效提高汽車行駛安全性，從而避免出現(xiàn)更多的交通事故，從一定程度上保障了人民的生命財產(chǎn)安全。

6 結(jié)語

電力電子技術(shù)在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用對于汽車制造行業(yè)的發(fā)展有著很大的促進作用。本文主要介紹了電力電子技術(shù)在燃油汽車、電動汽車以及汽車安全系統(tǒng)等方面的應(yīng)用，彰顯了電力電子技術(shù)對于汽車工業(yè)領(lǐng)域所起到的重要作用。利用電力電子技術(shù)所實現(xiàn)的控制汽車燃油發(fā)動機系統(tǒng)將會在一定程度上減輕汽車燃油對環(huán)境造成的污染，有效實現(xiàn)我國控制汽車燃油的根本國策，為社會提供一個更加和諧、綠色、無污染的環(huán)境，相信不久以后這種技術(shù)將在全國得到推廣。

【參考文獻】

【1】張新文，張杰飛.論現(xiàn)代電子技術(shù)在汽車智能管理系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].才智，2010（03）：54.

【2】凌利琴.電子技術(shù)在汽車工業(yè)發(fā)展中的應(yīng)用[J].湖南交通科技，2001（03）：75-76+80.