Boost的使用考慮
發布時間：2011-5-11 14:41
發布者：yulzhu
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發表于 2011/4/26 前面寫過兩篇文章，幸好由于是學習筆記的關系，話沒說太滿。在此綜合一些材料，對這個問題進行進一步的闡述。 先看看以上的一個視頻吧 我在第二篇文章中整理發現，主電機的峰值功率遠大于Boost（電池組）提供的功率，按照測試條件，電池輸出的功率實質上是在汽車啟動的時候（引擎關閉）使用。 而整個主電機的峰值功率，實質上是出現在汽車全力加速的時候，這個時候引擎在運轉，但是分出一部分的功率進行發電（這有個轉換效率的問題）。牽涉到的能量分配問題，其實是整個問題的核心，在假定車需求的輸出功率一定的情況下，主電機的功率是多少？電池提供多少，而引擎直接輸出多少，通過轉動轉換成電力提供給主電機又多少？這個題目很復雜，但是很可惜，這種模式其實并不是被豐田作為一種理想的模式，此時的熱損耗太大了，使得整個功率控制單元進入了冷卻模式。 
關于引入boost的原因，看上去大致有兩個 1.系統電壓的提升，使得（主）電機在相同轉速下，輸出的扭矩曲線提高了
2.電子功率系統總損耗可以降低 這里首先不牽涉機械功率分配帶來的好處，事實上我也很難看懂委屈這些復雜的傳統系統的計算…… 如前面所說，整個系統包括Boost（包括boost電感和IGBT管）、主電機逆變器IGBT和電機系統。這張圖可能更能清晰的說明狀況：
當前這一代（2010），比以前的繼續提高了電壓。 系統而言，主要損耗有包括類: 電機損耗 、逆變器（MG1）損耗、逆變器（MG2）損耗和升壓器損耗【IGBT損耗和電感線圈損耗】 。這些損耗都與系統的電壓有關,總的損耗與電壓負相關。電機損耗可拆分為兩部分：電機的線圈上的銅損(線圈的電流產生)和鐵損(由鐵芯的磁通量變化產生) 的總合。 逆變器損耗主要包括開關元件( IGBT)的損耗， 通過電流越小,損耗越小。升壓轉換器損耗是IGBT損耗和電感線圈損耗的總合，按照測試條件，其損耗是總功率的函數。 總體的進化方向是朝著總線電壓高的方向發展。 按照現在的參數，豐田想要保留Boost的條件下，做EV甚至是有初始階段EV模式的PHEV，似乎都很難實現。這是因為，整個系統大概需要保持 80～100以上的峰值功率，而想要讓電池組（做大是可行的）和Boost具備這個功率，我想這個損耗會大到無法接受，而且長期工作于主電機的額定功率，Boost的消耗也不少，相信這不是一個劃算的方案。Boost和高壓電機驅動的方法，估計在以后的設計中難得一見。
純電模式下的糟糕的加速性能和峰值輸出功率，可能并不討人喜歡的。 進一步猜想一下，其實Boost也是燃料電池車里頭一個重要的部件。 PS：整個功率總成的東西，真的是很有趣，無數能人志士在這塊地盤奮斗。不過我相信沒有良好的機械和數學理論功底，想要做這個東東是天方夜譚。以下的一些文章，可能可以提供一些線索： SAE2006-01-0666_An Analytic Foundation for the Toyota Prius THS-II Powertrain with a Comparison to a Strong Parallel Hybrid-Electric Powertrain SAE2009-01-1321_An Analytic Foundation for the Two-Mode Hybrid-Electric Powertrain with a Comparison to the Single-Mode Toyota Prius THS-II Powertrain SAE2011-01-0876_Kinematic Study of the GM Front-Wheel Drive Two-Mode Transmission and the Toyota Hybrid System THS-II Transmission SAE2011-01-0948_Backward-Looking Simulation of the Toyota Prius and General Motors Two-Mode Power-Split HEV Powertrains |
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