Z源逆变器在汽车42VISG混合动力系统中的应用研究.pdfVIP

Z 源逆变器在汽车 42V ISG 混合动力系统中的 应用研究 Research on Z-source Inverter Applied for 42V ISG Hybrid Power train 西安交通大学 张杰林 贾要勤 王兆安 Email: yaotsin@mail.xjtu.edu.cn 摘要:下一代汽车电气系统的电压为 42V ，这一电压等级已经初步具备了将汽车轻型混合动 力化的能力，如何设计一个高性能的逆变器以更大限度的发挥混合动力的性能，同时又提高可 靠性和效率是一个人们感兴趣的问题。Z 源逆变器因具有高可靠性和直流侧可以升压的特点, 在低电压条件下应用于 ISG 混合动力具有潜在优势。本文对 Z 源逆变器在 42V ISG 混合动力系 统中的应用做了相关研究，设计了一套高性能的 ISG 驱动系统，包括逆变器主电路结构设计、 调理保护电路设计以及 Z 源网络的设计；实现了 Z 源网络直流侧电容电压闭环控制，并搭建了 系统仿真模型和试验平台；仿真和实验结果验证了 Z 源逆变器在扩展 ISG 运行转速范围，提高 启动转矩方面具有比较明显的优势，能更好的发挥 ISG 混合动力系统的性能。 Abstract ：Next generation power train of automobile is 42V, this make ISG hybrid capable. How to design a high-performance inverter to make a good use of hybrids while at the same time improve reliability and efficiency of HEV is a question that many research focused on. Z source inverter has characteristics of high reliability and efficiency; especially it can boost DC voltage which can be used in low voltage level ISG HEVs. This paper relevantly researched Z source inverter’s application in 42V ISG hybrid vehicles. A high performance ISG driver system is designed, including inverter main circuit and its structure, protective and signal conditioning circuit and Z source net work. Simulation and experiment result verified Z source inverter has advantages in expand ISG speed range and improve start toque, application of Z-source inverter in ISG inverter can improve system’s performance. 关键词：ISG ，42V 系统，Z 源逆变器 Keywords: ISG ,42V power train ，Z-source inverter 1 引 言 研究开发高效的清洁能源汽车，是解决 代替原来的发电机、启动机和飞轮，经过简单 交通能源短缺和环境污染的有效手段，混合 的改造，就可以和内燃机构成混合动力系统， 动力汽车（HEV ，Hybrid Electric Vehicle ）是 在现有的汽车动力系统中直接使用。对于一个 一种高效率的汽车，日本丰田公司和本田公 42V 系统 （经过国际汽车学术界及汽车工业界 司都已经有产品出售。但是它们都是全新设 的长期研究并考虑了多种因素之后，确定下一 计的结构，电气系统电压都在 200V