浅析电力电子技术在汽车领域的应用

冯汉伟

【摘  要】随着时代的进步和科技的发展，我国在很多领域取得了全新的成就。随着社会的现代化进程不断加快，我国各行各业的发展呈现出日趋科技化的局面，电力电子技术的发展也越来越成熟。当前，电力电子技术已经在我国的汽车领域得到了充分的应用，为汽车领域的发展带来了巨大的帮助。

【Abstract】With the progress of the times and the development of science and technology， China has made new achievements in many fields. With the continuous acceleration of the social modernization process， the development of all walks of life in China presents a more and more scientific and technological situation， and the development of power electronics technology is more and more mature. At present， power electronics technology has been fully applied in the automobile field in China， which has brought great help to the development of automobile field.

【關键词】电力电子技术;汽车领域;应用

【Keywords】 power electronics technology; automobile field; application

【中图分类号】U463                               【文献标志码】A                                   【文章编号】1673-1069（2020）01-0186-02

1 引言

目前，电力电子技术和汽车领域的发展已经成为我国工业企业中发展速度较快的两个领域。汽车领域在引入电力电子技术后明显在很多核心技术领域上有了更好的发展，如汽车设备建造实现了高效率、响应性良好、控制灵活等目标，汽车的指示灯、照明灯、控制方向、雨刷、喇叭等多个设备的性能都有所提升，得到了质的飞跃。以上这些都是电力电子技术在汽车领域中的应用。为了加深汽车领域对电力电子技术的掌握程度，本文具体介绍了电力电子技术在汽车不同领域中所得到的应用。

2 电力电子技术的发展

我国电力电子技术的发展主要分为两个阶段：一是传统的电力电子器件;二是现代电力电子器件。传统的电力电子器件主要是由电力二级管和晶闸管构成，在当时的年代该器件是电力电子技术中最具代表性的器件，具有体积小、功率低的优势，深受工业企业的技术认可。在此基础上衍生出了很多相关的技术器件，如快速晶闸管、逆导晶闸管、双向晶闸管等。这些器件的引入在很大程度上促进了我国电力电子技术的发展，在当时为工业企业的发展作出了巨大的贡献。与传统的电子电力器件不同，现代化电力电子器件更符合现代化工业发展的要求，主要将微电子技术和电力技术相结合，研发了一种全新的电力电子器件，能够实现高频、全控的技术目标。现代化电力电子器件的研制是为了紧跟现代化技术发展的步伐，该种技术能够更好地满足人们对电力电子技术的要求，使得工业化生产的元件更加人性化。由此，我们得到的技术产物主要有：功率晶闸管、可关闭晶闸管，等等。现阶段，我国的电力电子技术正朝着成熟化方向发展，该技术也在很多工业领域得到了应用，并对各个行业领域的发展起到了很大的促进作用。其中，该技术在汽车领域中得到了较为广泛的应用，利用该技术可以在很大程度上帮助汽车制造企业改进汽车的各个控制元件，使得汽车内部的各个器件的性能能够得到大幅度的上升，大大促进了汽车领域的发展，完善了汽车制造环节中存在的一些技术上的不足，达到提升我国汽车制造行业社会地位的目标。

3 电力电子技术在燃油汽车发动机控制系统中的应用

人们之所以在汽车工业制造领域引入电力电子技术，其根本原因在于利用电子装置系统可以实现有效控制汽车发动机的目的，在很大程度上能够帮助汽车实现快速排污。

3.1 汽油发动机电力电子控制系统的控制原则

汽油发动机电力电子系统控制原则的提出是为了更好地将电力电子技术应用到汽车的燃油发动机控制上。该控制系统的实现主要是利用电脑为技术控制的核心设备，以汽车的空气流量和发动机的运转速度为控制参数，重点调控汽车的喷油器、点火器设备和空气调节器，配合汽车的其他设备实现最佳空燃比例和最佳点火时刻。一般来说，汽车的电子发动机控制系统的构成较为复杂，主要由进气系统、燃油系统、点火系统和控制系统四个方面组成。要想更好地发挥电力控制系统的作用，就必须做好这几个系统直接的配合工作，有效将各个运转系统的功能相匹配，发挥汽车发动机的最大效能。

3.2 汽油发动机电力电子控制系统的工作原理

首先，电力电子技术控制系统主要利用电脑对空气中流量的信号进行气量采集，并根据采集到的数据进行计算，得出荃本喷油的可持续时间，有效地控制汽车喷油量;其次，需要利用相同的方法计算汽车的最佳点火时刻，减少汽车发动机在运转过程中所消耗的资源。除此之外，基于电力电子技术的汽车控制系统还对汽车的排放系统的运转方式有着一定的要求，人们鼓励利用ECU对汽车排气进行再循环处理，利用二次空气喷射装置、活性炭罐电磁阀等减少汽车尾气中有毒气体（CO、NOx、HC）的排放[1]。

4 电力电子技术在电动汽车中的应用

4.1 电动调速系统

电动机是电动汽车发动机的主要部件，一般来说电力调速系统主要表现为两种形式：用于直流电动机的斩波器和交流电机的逆波器。首先，斩波器主要用在直流电动机的调速系统中，此种电动调速系统所应用到的功率电路的设计较为简单、用电效率也较高。随着我国电力功率器件的设计结构逐渐完善，使得电力斩波器可以承受的电频也在不断加大，我国现有的技术中甚至可以将斩波器的频率做到几千Hz以上，进而能够支持汽车直流电机的正常驱动。其次，电力调速系统所拥有的另外一种转化形式是逆变器。此种电力调速系统的出现是为了解决传统电动汽车在使用过程中容易出现电源电压较低、传输能量的速度较慢的问题。利用逆变器调速系统能够将电动汽车的电路设计变得更加简单，有效提高用电效率。其主要采用零电压或者零电流开关技术，减少汽车电流开关的损害程度，降低电磁干扰带来的噪声，大大提高电力调速系统的工作效率[2]。

4.2 充电装置

由于我国电力电子技术的不断成熟化发展，使得该技术已经在各大工业制造企业得到应用。汽车制造企业目前已经研发了多种电动汽车，为了从本质上提高电动汽车的各项性能，给驾车人员提供更好的驾车体验，电力电子技术进行了更大的技术革新。在汽车制造企业中引入了自动充电器设备，有效地提高电动汽车的充电效率，更好地利用交流电网的电能。但前提是需要在城市各个地区建立大型的蓄电池充电站，每个充电站需设置若干套自动充电器。电动充电器的主要功能就是将普通的交流电变为直流电，使得充电变得更加便捷、高效。充电装置的改革将会为城市用车居民们提供更大的生活便捷，此外，为了保证人们的安全出行，还需要在城市周围设置一些大型的电动汽车维修厂，保证汽车在出现问题时可以第一时间找到维修的场所。

5 电力电子技术在汽车安全系统中的应用

在汽车的发展过程中，安全是人们最为重视的部分。汽车安全不但关系到驾驶人员的生命安全，同时，也有可能会对驾驶员造成一定的经济损失。随着电力电子技术的不断发展，汽车行业中也大量应用了电力电子技术。通过对于大量汽车交通事故进行分析可以发现，造成交通事故的原因大致有两方面。一方面是由于人为因素所造成的;另一方面則是由于自然因素所造成的。然而，通过在汽车制造中引入电力电子技术可以在极大程度上避免交通事故的发生。例如，现今汽车中所包含的ABS系统就是电力电子技术在汽车安全系统中的应用。ABS系统又称为防抱死制动系统，其可以帮助汽车提高刹车效率、减少刹车距离，同时，ABS系统还可以防止汽车在进行刹车的过程中出现车轮瞬间静止的现象，有效提升了车辆行驶的安全性。此外，驱动防滑系统也是电力电子技术在汽车安全系统中的应用之一。因此，在汽车发展中引用电力电子技术可以有效提高汽车行驶安全性，从而避免出现更多的交通事故，从一定程度上保障了人民的生命财产安全。

6 结语

电力电子技术在汽车领域的应用对于汽车制造行业的发展有着很大的促进作用。本文主要介绍了电力电子技术在燃油汽车、电动汽车以及汽车安全系统等方面的应用，彰显了电力电子技术对于汽车工业领域所起到的重要作用。利用电力电子技术所实现的控制汽车燃油发动机系统将会在一定程度上减轻汽车燃油对环境造成的污染，有效实现我国控制汽车燃油的根本国策，为社会提供一个更加和谐、绿色、无污染的环境，相信不久以后这种技术将在全国得到推广。

【参考文献】

【1】张新文，张杰飞.论现代电子技术在汽车智能管理系统中的应用研究[J].才智，2010（03）：54.

【2】凌利琴.电子技术在汽车工业发展中的应用[J].湖南交通科技，2001（03）：75-76+80.