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论述电力电子技术对汽车工业的影响

2020-02-16 253 上传者：管理员

摘要：近年来，随着人们对汽车的需求不断增加，传统的汽车行业进行着艰难的转型升级。传统的燃油车存在安全性能低、操控感差、污染环境的缺点，电力电子技术作为集控制、电力、电子于一体的新型技术，备受汽车行业的关注。基于此，本文对电力电子技术在汽车产业中的应用及其对传统燃油车技术的升级贡献进行了着重介绍。并且通过研究发现电力电子技术与汽车发展是相辅相成、相互促进的，电力电子技术的运用会给汽车产业的发展带来很大的支持。

关键词：
升级
发动机控制
燃油汽车
电力电子技术
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1、前言

随着经济的进一步发展，汽车作为大众必须的消耗品正呈现不断上涨的趋势，消费者也从最开始的追求代步变化才能现在追求车辆的安全性、舒适性和操控性，传统的车型已经很难满足日新月异的消费者需求了，需要不断对车辆进行改良，以尽可能的迎合大众需求，从而实现快速的发展。为了满足人们对汽车的需求，大量的电子装置被应用到汽车配件中，包含了大量的电气设备，现代化汽车也迈入了电气化系统中。电力电子技术在汽车的电气系统中也发挥着越来越重要的作用，随着人们需求的增加，在未来汽车的新特性和功能设备的开发上，电力电子技术必将为其注入新力量。反过来看，大量的汽车电子设备的出现以及汽车工业的发展也给电力电子带来了极大的市场。

2、汽油发动机电力电子控制系统的控制原则

为保证点火时刻和空燃比能够和发动机各种工作状况相匹配，一般来说汽车发动机的电力电子控制系统是以汽车内部携带的中控电脑为核心。将汽车引擎、刹车系统、燃油系统等作为控制对象的综合一体化控制系统。发动机控制系统是保障车辆正常行驶的关键所在。

3、电力电子技术在电动汽车中的应用

众所周知传统的内燃机汽车在方便了我们生活的同时，由于需要消耗石油等能源产生各类废气，从而污染了环境。因此新能源汽车或者混合动力汽车目前正处于快速发展状态，新能源和混合动力汽车对于石油等传统资源需求较少，主要依赖氢气、电力等无污染资源，目前新能源汽车和混合动力汽车在汽车产业中的比例也越来越大，其发展势头也不断涌现。

3.1 电动调速系统

汽车的核心部件便是发动机，发动机的质量将直接影响汽车的性能。电动调速系统是汽车电力电子部件的关键组成，电动调速系统的作用是控制车辆速度，从而稳定驾驶，保证驾驶的安全性。在直流电动机的调速中，一般是采用较为成熟的斩波器。斩波器主要有效率高、电路简单、性能可靠的优点被广泛使用。直流牵引调速的功率一般来说很高，又斩波器随着功率器件的发展可以达到几千赫兹，所以适合用来做直流牵引。

3.2 能量转换器

汽车的能源转换器是汽车正常运行的关键部件，目前常见的能量转换器主要包括MOSFET、CTO等，这两个因为其卓越的性能和效率是市场份额较大的，也是目前评价最好的，因此汽车行业优先推荐这两个器件作为能量转换器使用。

3.3 充电装置

电动汽车的发展需要自动充电器的支撑，只有依靠自动充电器将交流电网的电能高效补充到电动汽车的蓄电池中，才能保证电动汽车的运行。电动汽车一旦普及，为了方便人们的使用必须每辆车都配备一台自动充电器，同样保证维修厂制造厂工作流程的顺利亦需要配备多套充电器。对于蓄电池的充电站，也应该尽快落实，充电站必须保证有充足的自动充电器以供电动汽车使用。

充电器的发展是电动汽车发展的前提，而充电器正是依靠电力电子技术结合功率器件将交流电变成直流电的。当充电器运用到电动汽车上来是，必须具备更加完善的功能和条件，需要多种功能的存在，如：能程控监视电池温度、设定充电时间曲线,　对电网无污染，要求它们恒流恒压二段式充电,　还需要重量轻巧、效率高,　有自检及自动充电等多种保护功能等。以上提及的功能均需要电力电子技术才能完成，由此可见在充电器的使用和普及上，电力电子技术的地位也是很高的。

4、电力电子技术在安全系统中的应用

不论是消费者还是汽车的生产商乃至各国的政府，都时刻关注汽车安全，而安全始终是任何领域发展的首要前提。目前针对汽车安全的研究已经有很多，并且全球各大汽车企业每年也会投入大量资金从事汽车安全的研究。电力电子技术是整个汽车内核安全的保障，电力电子技术主要涉及汽车的控制、刹车等过程，如果电力电子系统出现故障，则会出现汽车失控现象，从而造成人员的伤亡。因此本文建议要定期检查车辆的电力电子控制系统，防患于未然，以免出现事故。

我们对世界主要车辆事故进行了分析发现，就汽车安全而言，影响汽车安全的主要是三个因素，第一是车辆本身的问题，如车辆金属材料，操控系统等。第二个是车辆驾驶人因素，车辆驾驶人是车辆的控制人，车辆自身安全系数纵使再高，如果车辆驾驶人技术水平不行或者存在分心驾驶、疲劳驾驶等因素，也是会导致车辆安全问题发生的。第三个是天气因素，如下雨、雾天等均会对车辆安全产生负面影响。

5、结语

传统的燃油车主要依靠机械控制，运行效率低，操控复杂，容易发生危险。电力电子控制系统的使用和普及对提高燃油运行效率、提高发动机性能，提高驾驶的安全性均由好的帮助。同时该运用该技术的系统可以循环利用废弃，节约了能源，降低污染的同时提高了汽油的利用率。随着人们需求的增加，在未来汽车的新特性和功能设备的开发上，电力电子技术必将为其注入新力量。从其他角度看，汽车工业的快速增长及人们对汽车的需求增长也为电力电子技术的发展提供的动力，使得电力电子技术在汽车行业应用也越来越重视。

张浩鋆,邓醒明.汽车工业领域中电力电子的应用研究[J].中国高新区,2019,(6):55.