目前,電動汽車推進(jìn)驅(qū)動的新興研究課題之一是其部件效率的提高,即推進(jìn)電機和相關(guān)逆變器的研究。本文著重于逆變器的效率,并分析了用碳化硅(SiC)金氧半場效晶體管(MOSFET)替代硅(Si)絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)器件后的效果。為此,本文首先推導(dǎo)出逆變器電壓-電流要求下推進(jìn)電機的工作轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速平面。然后,將MOSFET和續(xù)流二極管進(jìn)行集成制定了電機供電周期內(nèi)逆變器功率損耗的適當(dāng)模型。通過電壓、電流和器件功率損耗,計算出硅(Si)絕緣柵雙極型晶體管和碳化硅(SiC)金氧半場效晶體管逆變器的效率圖,并在轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速平面上進(jìn)行比較。其中Si IGBT逆變器的結(jié)果由市場上銷售的C型小型電動汽車的測量提供,而SiC MOSFET逆變器的結(jié)果則通過專用的測試臺進(jìn)行測試提供。最后,通過計算電機效率來計算推進(jìn)驅(qū)動的整體效率。本文主要對基于SiC MOSFET的效率提高進(jìn)行了定量評估。
本文將逆變器的電壓-電流和電機轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速構(gòu)造函數(shù),得出兩種器件的功率損耗模型。并通過SiC MOSFET逆變器的效率結(jié)合推進(jìn)電機的效率來確定推進(jìn)驅(qū)動的總體效率。該結(jié)果適用于市場上銷售的C型緊湊型電動汽車的研究案例,其中在在轉(zhuǎn)矩-轉(zhuǎn)速平面的某些區(qū)域,其效率的提高高達(dá)5%。