電動汽車電力電子技術(shù)

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 電力電子技術(shù)在電動汽車中的應(yīng)用 4
1.3 電動汽車電力電子技術(shù)的特點和發(fā)展趨勢 6
1.3.1 電動汽車電力電子技術(shù)的特點 6
1.3.2 電動汽車電力電子技術(shù)的發(fā)展趨勢 7
參考文獻(xiàn) 9
第2章 電動汽車電力電子器件 10
2.1 電動汽車電力電子器件概述 10
2.2 功率半導(dǎo)體材料 12
2.2.1 半導(dǎo)體中的電子狀態(tài)和能帶 12
2.2.2 禁帶寬度與寬禁帶半導(dǎo)體材料 14
2.2.3 本征半導(dǎo)體和雜質(zhì)半導(dǎo)體 15
2.3 功率二極管 17
2.4 晶閘管 23
2.4.1 晶閘管的結(jié)構(gòu)與觸發(fā) 23
2.4.2 晶閘管的伏安特性與開關(guān)特性 24
2.5 功率金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管 26
2.5.1 功率MOSFET的結(jié)構(gòu)與原理 27
2.5.2 功率MOSFET的靜態(tài)特性與開關(guān)特性 29
2.5.3 功率MOSFET的損耗 39
2.6 絕緣柵雙極晶體管 41
2.6.1 IGBT的結(jié)構(gòu)與原理 41
2.6.2 IGBT的靜態(tài)特性與開關(guān)特性 44
參考文獻(xiàn) 49
第3章 電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)與控制技術(shù) 50
3.1 電動汽車驅(qū)動電機系統(tǒng)概述 50
3.1.1 驅(qū)動電機系統(tǒng)的構(gòu)成 50
3.1.2 驅(qū)動電機系統(tǒng)的類型與特點 51
3.1.3 整車對驅(qū)動電機系統(tǒng)的技術(shù)要求 54
3.2 直流電機與控制技術(shù) 56
3.2.1 直流電機的結(jié)構(gòu)與工作原理 56
3.2.2 直流電機的數(shù)學(xué)模型 58
3.2.3 直流電機的控制 59
3.3 無刷直流電機與控制技術(shù) 62
3.3.1 無刷直流電機的結(jié)構(gòu)與工作原理 62
3.3.2 無刷直流電機的數(shù)學(xué)模型 64
3.3.3 無刷直流電機的控制 66
3.4 永磁同步電機與控制技術(shù) 70
3.4.1 永磁同步電機的結(jié)構(gòu)與工作原理 70
3.4.2 永磁同步電機的數(shù)學(xué)模型 73
3.4.3 永磁同步電機的磁場定向控制 82
3.5 交流感應(yīng)電機與控制技術(shù) 90
3.5.1 交流感應(yīng)電機的結(jié)構(gòu)與工作原理 90
3.5.2 交流感應(yīng)電機的數(shù)學(xué)模型 91
3.5.3 交流感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)子磁場定向控制 97
3.6 三相電壓型逆變電路的空間矢量脈寬調(diào)制 107
3.6.1 空間矢量脈寬調(diào)制的基本原理 107
3.6.2 空間矢量脈寬調(diào)制的實現(xiàn) 111
3.7 開關(guān)磁阻電機原理與控制技術(shù) 114
3.7.1 開關(guān)磁阻電機的結(jié)構(gòu)與工作原理 114
3.7.2 開關(guān)磁阻電機的數(shù)學(xué)模型 116
3.7.3 開關(guān)磁阻電機的控制 118
參考文獻(xiàn) 121
第4章 電動汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)與控制技術(shù) 123
4.1 傳導(dǎo)充電系統(tǒng)概述 123
4.1.1 傳導(dǎo)充電系統(tǒng)的分類 123
4.1.2 傳導(dǎo)充電系統(tǒng)的構(gòu)成 124
4.2 充電系統(tǒng)中的整流電路 125
4.2.1 充電系統(tǒng)中的橋式不控整流電路 125
4.2.2 充電系統(tǒng)中的同步整流技術(shù) 127
4.3 充電系統(tǒng)中的功率因數(shù)校正電路 130
4.3.1 單相功率因數(shù)校正電路 130
4.3.2 三相功率因數(shù)校正電路 136
4.4 傳導(dǎo)充電系統(tǒng)的控制 141
4.4.1 車載儲能部件的充電模式 141
4.4.2 傳導(dǎo)充電系統(tǒng)的控制方法 144
參考文獻(xiàn) 145
第5章 電動汽車無線充電系統(tǒng)與控制技術(shù) 147
5.1 無線充電系統(tǒng)概述 147
5.1.1 無線充電系統(tǒng)的分類 147
5.1.2 無線充電系統(tǒng)的構(gòu)成 148
5.2 耦合線圈的數(shù)學(xué)模型 149
5.2.1 雙線圈系統(tǒng)的磁耦合關(guān)系 149
5.2.2 雙線圈系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與等效電路 150
5.3 耦合線圈的補償與諧振電路 153
5.3.1 耦合線圈的串聯(lián)-串聯(lián)型補償 153
5.3.2 耦合線圈的串聯(lián)-并聯(lián)型補償 156
5.3.3 耦合線圈的并聯(lián)-串聯(lián)型補償 157
5.3.4 耦合線圈的并聯(lián)-并聯(lián)型補償 159
5.3.5 耦合線圈的“C-CC”型補償 161
5.3.6 耦合線圈的“LCC-CCL”型補償 162
5.4 耦合線圈的電能傳輸特性 164
5.4.1 耦合線圈系統(tǒng)的輸出特性 164
5.4.2 耦合線圈系統(tǒng)的效率特性 165
5.5 無線充電系統(tǒng)的電磁安全性 167
5.6 無線充電系統(tǒng)的控制 169
參考文獻(xiàn) 171
第6章 燃料電池汽車直流-直流變換器與控制技術(shù) 173
6.1 燃料電池汽車直流-直流變換器概述 173
6.1.1 燃料電池動力系統(tǒng)構(gòu)型 173
6.1.2 燃料電池汽車直流-直流變換器的作用 174
6.1.3 燃料電池汽車直流-直流變換器的類型 175
6.2 單向直流-直流變換器主電路結(jié)構(gòu)與控制 176
6.2.1 Buck變換器主電路結(jié)構(gòu)與基本關(guān)系式 176
6.2.2 Boost變換器主電路結(jié)構(gòu)與基本關(guān)系式 179
6.2.3 升降壓型變換器主電路結(jié)構(gòu)與基本關(guān)系式 181
6.2.4 高電壓增益變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與基本關(guān)系式 183
6.2.5 功率分配與變換器被控量的選擇 186
6.2.6 單向直流-直流變換器的建模與控制 188
6.3 雙向非隔離型直流-直流變換器主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制 196
6.3.1 雙向非隔離型直流-直流變換器主電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 196
6.3.2 雙向直流-直流變換器的控制 197
6.4 直流-直流變換器的交錯式主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制 199
6.4.1 直流-直流變換器的交錯式主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 199
6.4.2 交錯式電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)直流-直流變換器的控制 203
6.5 寄生參數(shù)對變換器性能的影響 204
6.5.1 寄生參數(shù)對Buck變換器性能的影響 204
6.5.2 寄生參數(shù)對Boost變換器性能的影響 206
參考文獻(xiàn) 208
第7章 電動汽車低壓直流-直流變換器與控制技術(shù) 209
7.1 低壓直流-直流變換器概述 209
7.2 全橋式低壓直流-直流變換器 210
7.3 半橋式低壓直流-直流變換器 212
7.4 低壓直流-直流變換器的軟開關(guān)技術(shù) 214
7.4.1 半橋式LLC諧振直流-直流變換器 214
7.4.2 有源鉗位正反激直流-直流變換器 220
參考文獻(xiàn) 223
第8章 電動汽車電力電子技術(shù)應(yīng)用中的共性問題 224
8.1 電動汽車電力電子器件的驅(qū)動 224
8.1.1 驅(qū)動電路的作用與基本要求 224
8.1.2 驅(qū)動電壓與柵極電阻的選擇 228
8.2 電動汽車電力電子器件的保護 231
8.2.1 電動汽車電力電子器件的失效分析 231
8.2.2 電動汽車電力電子器件的保護方法 234
8.3 電動汽車電力電子器件的熱管理 239
8.3.1 電動汽車電力電子器件熱管理的作用 239
8.3.2 電動汽車電力電子器件的封裝與影響 240
8.3.3 電動汽車電力電子器件基本傳熱方式 244
8.4 電動汽車電力電子部件的數(shù)字化控制 247
8.4.1 數(shù)字化控制系統(tǒng)的技術(shù)特征與研發(fā)流程 247
8.4.2 數(shù)字化控制系統(tǒng)的硬件電路 251
8.4.3 數(shù)字化控制系統(tǒng)的軟件開發(fā) 261
8.5 電動汽車電力電子部件的電磁兼容問題 263
8.5.1 電動汽車電力電子部件的電磁噪聲 263
8.5.2 靜電放電對電力電子部件的影響 267
8.5.3 電動汽車電磁噪聲的耦合途徑 268
8.5.4 電動汽車電力電子部件電磁干擾的抑制 270
8.6 電動汽車多電力電子部件的集成 276
8.6.1 電動汽車多電力電子部件集成可行性分析 276
8.6.2 電動汽車多電力電子部件集成實例 278
8.7 電動汽車電力電子部件的測試與評價 282
8.7.1 電動汽車電力電子部件測試與評價內(nèi)容 282
8.7.2 電動汽車電力電子部件測試與評價方法 284
參考文獻(xiàn) 286