一、前言
1997年,丰田公司率先推出实现了批量生产的代普锐斯(Prius)牌(NHW10型)混合动力汽车。从此,交流电力传动被正式引入到乘用汽车传动中,于是电力技术领域中有关电能的产生、变换、传输、存储等过程的技术以及控制这些过程的技术与装置也就随之进入汽车技术领域。与传统的往复式内燃机汽车不同,电动汽车电路已不再是只含有几个功率1kW左右直流电机的12V/14V单一电压的“弱电”电路,而是发展为含有2~6个电压为500~650V、功率高达20~60kW、转速高达15000r/min的永磁式交流同步伺服电机的电动轮或驱动电动机,高压动力蓄电池组(201.6V)以及逆变器组成的(500~650)V/201.6V两种电压的“强电”电力电路,再加上以下6个控制系统。
a.电源控制系统包括驱动电动机/发电机、蓄电装置、整流与逆变装置的控制系统。
b.与发动机、底盘各总成有关的控制系统具有高数据传送率(传送速率具有百数十kb/s~1Mb/s)的控制器局域网CAN(ControllerAreaNetwork)、本地互联网LIN(LocalInterconnectNetwork)总线系统。
c.与车身总成各控制系统有关的控制系统具有低数据传送率(传送速率只有十数~100kb/s)的CAN、LIN总线控制系统。
d.与通讯系统相关的控制系统MOST(数据传送速率为24Mb/s)或IEEE1394(数据传送速率分别为100Mb/s、200Mb/s、400Mb/s)的光纤通讯控制系统。
e.第二代车载诊断系统(OBDⅡ)。
f.自适应ACC(AdaptiveCruiseControl)系统。
上述6个系统通过网关(GateWay)联系在一起,构成12V/14V单一电压的“弱电”串行车载控制网络(In-VehicleNetwork)。于是一门跨汽车、电力、电子和自动控制4个学科的新兴技术——汽车电力电子技术便应运而生。
二、汽车电力电子技术的研究对象和主要课题