電動汽車與混合動力汽車電路仿真中IGBT的應用

電動汽車與混合動力汽車電路仿真中IGBT的應用

絕緣柵雙極型晶體管模塊（簡稱IGBT模塊）在電動汽車和混合動力汽車的控制電路仿真設計中應用十分普遍。在各種復雜的車輛功率控制策略中，IGBT是實現功率分配控制的核心部件。

以純電動汽車和混合動力汽車為主的新能源車在設計、驗證與車輛性能分析中越來越依靠計算機仿真。IGBT模塊的作用就是在車輛進行功率分配時，調節和均衡各部分（包括電池、電機、發電機和發動機等部件）的功率，使車輛運行在最佳能量消耗模式和最佳動力模式的平衡點，稱這一功能模塊為智能功率模塊（IPM）。

IGBT模塊的特點是可以實現對電路高速通斷的控制，但會消耗大量的能量并造成功率損失。在不斷接通與斷開操作中，階躍操作對IGBT模塊電子特性的穩定性造成影響，且無法用公式定量表示，因此導致控制精度下降。

從數字信號仿真中的波形可以看出，在-40～150℃范圍的工作環境中控制精度都非常高，可以涵蓋車輛的絕大部分行駛工況和使用環境。IGBT模塊在電動汽車與混合動力汽車的功率分配方面必不可少，而且具有非常大的發展潛力。在響應模型中，精度非常高，但是在一些特定的苛刻條件下（如溫度較高時），精度就會下降，這也是未來需要解決的問題。

Masuhisa Hirose et al.SAE 2011-39-7251.

編譯：張聰