日立開發(fā)出可提高EV馬達(dá)系統(tǒng)效率的“PHM控制”方式

日立制作所2010年8月4日宣布，該公司面向電動汽車（EV）的驅(qū)動馬達(dá)等，開發(fā)出了可提高高速行駛時(shí)效率的新型控制方式（圖）?？墒菇Y(jié)合使用逆變器和馬達(dá)的馬達(dá)系統(tǒng)的綜合效率提高3個百分點(diǎn)。比如，現(xiàn)行馬達(dá)系統(tǒng)的效率為91％時(shí)，新方式可使其提高至94％。日立今后將與汽車廠商共同推進(jìn)開發(fā)，爭取2～3年后使其實(shí)用化。

新控制方式為“高諧波調(diào)制省脈沖驅(qū)動PHM（Pulse Harmonic Modulation；PHM）”控制。與現(xiàn)行的PWM（Pulse Width Modulation；脈沖寬度調(diào)制）控制相比，可將脈沖狀電壓信號（脈沖）的數(shù)量減少至1/5。由此，可減少高頻開關(guān)次數(shù)，從而降低逆變器的開關(guān)損失。由此，可使逆變器的發(fā)熱量減少約40％。

使脈沖變得稀疏時(shí)，電壓信號會變成由正弦波變形而來的“畸變波”（脈沖近似的畸變波）。變成畸變波后，施加給馬達(dá)的實(shí)效電壓會高于正弦波。由于通入馬達(dá)的電流相應(yīng)減少，因此銅損也會降低。

不過，畸變波內(nèi)含有可使馬達(dá)的鐵損增加的高諧波成分。因此，通過施加反相位的電壓信號，可除去振幅較大的低次高諧波成分，并盡量減少高次高諧波成分。由此，可防止鐵損增加。

這種控制方式還可用于其它用途，比如將逆變器端減少的能量用于馬達(dá)端，使高速行駛時(shí)的馬達(dá)輸出功率提高10％等。

不過，只有在高速行駛時(shí)才有望通過PHM控制方式提高效率。據(jù)日立介紹，車速方面的條件是達(dá)到60km/h左右以上。該公司稱，“實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，低速行駛時(shí)馬達(dá)的銅損會增加”。因此，該公司將考慮分別采用兩種控制方式，在低速行駛時(shí)采用PWM控制，高速行駛時(shí)采用PHM控制。

該公司設(shè)想使此次開發(fā)的技術(shù)在輸出功率為50k～100kW的馬達(dá)上實(shí)用化，不過輸出功率即使超出這一范圍也會產(chǎn)生相同的效果?！澳壳罢蛩闩c知名汽車廠商共同推進(jìn)開發(fā)”

圖：PHM控制。與現(xiàn)行PWM控制相比，可使脈沖變得稀疏。由此，可減少開關(guān)損失和鐵損