新能源汽车中使用的变频器特点

电动汽车中多采用的矢量变频器，是整个电驱动系统的核心部件。变频器的性能会 影响驱动电机可靠性，并会影响到整个车辆的动力性能和乘客的舒适感。

电动汽车专用变频器 变频器（Variable-frequency Drive，VFD）是利用电力半导体器件的通断作用将 工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、 提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能，在电动车上起调节和控制 车速的作用，多采用 PWM (脉冲宽度调制，按一定规律改变脉冲列的脉冲宽度，以调 节输出量和波形)调制方式。

变频器主要由整流（交流变直流）、滤波、逆变（直流变交 流）、制动单元、驱动单元、检测单元微处理单元等组成。电动汽车中多采用的矢量变频器（电机控制器）。它是整个电驱动系统的核心部分， 因此它控制性能的好坏直接关系到驱动电机能否可靠、高效的运行，会影响到整个车辆 的动力性能和乘客的舒适感。关键部件之一。电动汽车驱动系统类型主要有直流（有刷）电机驱动系统、异步电机驱动系统、直 流无刷电机驱动系统、永磁同步电机驱动系统和开关磁阻电机驱动系统。各种驱动系统 中变频器的控制方法因电机不同而各异，驱动系统的特性也各有其优点和不足。

对于车辆驱动用交流电机的变频控制方案，目前国内外普遍采用的是 VVVF（恒压 频比）和 DTC（直接转矩控制）。恒压频比控制的优点是控制简单，容易实现。缺点是 属于开环控制方式，动态性能不好，电源电压利用率低，在用于同步机时容易因突加负 载或转速指令突变而发生失步现象。

驱动方面，使用笼型异 步电机用于电动汽车驱动．具有结构简单、坚固耐用、成本低廉、运行可靠、转矩脉动 低、噪声低、转速极限高等优点，加之其调速控制技术比较成熟，因而相对直流有刷电 机驱动系统有比较明显的优势。

而永磁无刷直流电动机系统具有更高的效率和功率密度， 其矢量变频调速控制技术也逐渐成熟，能量回馈也更加简便，适合于电动汽车的驱动控 制。但也存在成本较高，容量较小，易产生噪声和转矩波动，最高转速因电动势而受限 等问题。汽车驱动用变频器的设计或选型必须考虑电动汽车的特殊情况。电动汽车电源是蓄 电池，蓄电池供电的特点是电压波动大，内阻大。以一组锂离子电池为例，其开路电压 随其放电率可以从 400V 降到 320V;当负荷输出为 80kW 时，在常温下，端电压将降至 266V。在低温时，电池容量将会降低，内阻增加，0℃时的电阻比 25℃时大 2 倍多。因此低温运行时，电压还会进一步降低。因此，逆变器设计时，必须考虑在这样的直流 电源波动下仍能输出最大所需的逆变电压及功率。