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電力電子技術(shù)應用1

摘要：闡述電力企業(yè)將先進的電子信息技術(shù)應用到電力系統(tǒng)中，實現(xiàn)變電站自動化、配電系統(tǒng)自動化、電網(wǎng)調(diào)度自動化控制，從而提高了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：自動化控制，電子信息技術(shù)，電力系統(tǒng)。

0引言

電子信息技術(shù)對于電力自動化系統(tǒng)而言是一個十分重要的技術(shù)，此技術(shù)可以對電力系統(tǒng)進行監(jiān)測與遙控，從而可以讓工作人員及時掌握電力系統(tǒng)的運行情況以及工作狀態(tài)，并且也有助于電力系統(tǒng)始終保持安全運行，從而可以保證供電具有可靠性以及安全性，同時也與人們對電力的要求相互融合。對此，工作人員要對電子信息技術(shù)給予高度重視，從而可以將其在具體應用中將自身的作用充分地發(fā)揮出來。

1變電站自動化

要想以高質(zhì)量、高效率地對用戶進行電力供應，首先需要加大電路電壓。當電力能源傳輸過去后，可以將電壓進行減少，從而逐漸提高電力能源的利用率。變電站自動化技術(shù)對電力系統(tǒng)也有促進作用。變電站中常用的主設(shè)備始終都是變壓器以及線路開關(guān)，并且在變電站中有著至關(guān)重要的作用。變電站自動化技術(shù)可以為供電的安全性提供有效地保障，從而有助于在實際生活中不斷降低電力事故發(fā)生的概率?？梢詫⒆冸娬咀詣踊夹g(shù)進行分割使其劃分為許多的部分，如：計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等。在電力自動化系統(tǒng)中科學、合理地使用各項技術(shù)，從而可以保證電力自動化系統(tǒng)的工作效率?？梢允褂秒娮有畔⒓夹g(shù)進行工作，并且可以為其提供科學有效地幫助，提高電力工作人員的工作質(zhì)量以及工作效率，這樣就可以對電力自動化系統(tǒng)的運行進行有效的監(jiān)督與控制，當電力自動化系統(tǒng)在運行過程中出現(xiàn)問題，此系統(tǒng)可以及時地向工作人員發(fā)出警報進行提醒，這樣可以增加電力自動化系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。電力工作人員使用網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)可以提高電力信息處理工作的有效性。當電力自動化系統(tǒng)想要傳遞信息時可以使用網(wǎng)絡(luò)信息處理技術(shù)，這樣可以保證其網(wǎng)絡(luò)信息始終都是最新的消息?？梢酝ㄟ^在其提供的平臺中進行工作可以增加網(wǎng)絡(luò)信息處理的工作效率。使用變電站自動化技術(shù)可以減少誤差的出現(xiàn)，不斷減少因為人工操作而產(chǎn)生誤差的情況。在傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運行時期中的電力數(shù)據(jù)是決定其安全性的重要因素，如果只是通過人力對電力數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，這樣無法保證這些數(shù)據(jù)的準確性以及精準性。電力工作人員使用變電站自動化技術(shù)進行電力數(shù)據(jù)統(tǒng)計，既可以提高工作人員的工作速度也可以保證數(shù)據(jù)的正確性，這樣有助于大幅度的提高電力數(shù)據(jù)的準確性，從而可以防止由于人工進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計而產(chǎn)生的誤差對電力系統(tǒng)造成嚴重的影響。在電力自動化系統(tǒng)中可以將電力數(shù)據(jù)作為依據(jù)使用科學、有效的傳輸方法，可以逐漸提高電力傳輸?shù)挠行室约百|(zhì)量，從而可以將電力數(shù)據(jù)進行高效的使用。通過這些步驟可以提高電力工作人員的工作質(zhì)量以及工作效率，也可以保證用戶使用高質(zhì)量且具有安全性的電力能源，這樣可以充分滿足用戶的需求，也有利于電力自動化系統(tǒng)可以進行安全、可靠的運行。

2配電自動化

配電自動化技術(shù)是電力系統(tǒng)中十分關(guān)鍵的部分。對電力系統(tǒng)中的功能使用情況有一定的影響，根據(jù)配電自動化技術(shù)的角度出發(fā)，可以利用各種網(wǎng)絡(luò)配網(wǎng)技術(shù)進行電力管控，從而可以保證電力管控工作的質(zhì)量。與此同時，電力自動化系統(tǒng)可以構(gòu)建出良好的運行環(huán)境并且也要保證其具有安全性以及穩(wěn)定性。工作人員可以使用配電自動化技術(shù)對電力信息進行收集，從而實現(xiàn)電力集成的目標。根據(jù)電力系統(tǒng)中實際存在的具體運行情況，將電力進行科學、合理地分配。當電力系統(tǒng)中出現(xiàn)低效率的狀況時可以通過增加電力分配的方法解決問題，這樣可以將電力系統(tǒng)中的高效率部分電力分配進行降低。將電力進行科學、合理的分配之后，可以對電力進行高效的使用也可以提高電力自動化系統(tǒng)的可靠性以及穩(wěn)定性。在傳統(tǒng)配電過程中通常都是使用人工進行操作，而手工操作的方式會將其運行效率大幅度地降低。將配電自動化技術(shù)充分的應用于電力自動化系統(tǒng)中可以降低誤差，與傳統(tǒng)的配電相比其沒有太多的誤差，從而保證電力系統(tǒng)在運行時始終具有有效性。電力工作人員根據(jù)電力系統(tǒng)的具體運行情況進行相關(guān)工作，同時也可以對其編制科學、合理的分配方案。電力系統(tǒng)運行過程中所產(chǎn)生的效率要比以往都要低時，可以將網(wǎng)絡(luò)配電適當降低，但是還是要保持在合理范圍內(nèi)。而當出現(xiàn)高效運行時可以通過對其增加電力網(wǎng)絡(luò)進行處理，從而使電力系統(tǒng)運行的可靠性可以得到有效地提高。電力工作人員要對電力信息進行高效利用，提高其利用率，可以將電力信息進行科學、合理的整合，工作人員可以根據(jù)電力網(wǎng)絡(luò)的具體運行情況對電力進行科學、合理地分配，這樣既可以實現(xiàn)工作目標，還可以有效提高電力系統(tǒng)的運行效率。

3電網(wǎng)調(diào)度自動化

將電力調(diào)度技術(shù)應用于電力自動化系統(tǒng)中可以獲得出乎意料的效果與作用。而電網(wǎng)調(diào)度自動化也是電力自動化系統(tǒng)中最為重要的一部分，對電力自動化系統(tǒng)的不斷完善與優(yōu)化也有一定的促進作用。電網(wǎng)調(diào)度可以應用于解決配電問題，也可以將電力系統(tǒng)的運行速度進行有效調(diào)整，并且將其控制在正常范圍內(nèi)。與此同時，工作人員可以根據(jù)電網(wǎng)的實際運行狀況對其進行網(wǎng)絡(luò)化處理。當電網(wǎng)運行的速度發(fā)生變化，并且高于正常范圍時容易出現(xiàn)供電質(zhì)量降低的情況，從而影響用戶對電力的使用，從而給用戶帶來一定的影響。當電網(wǎng)運行的速度比以往的正常數(shù)值要低時，并已經(jīng)低于正常范圍，從而導致電力系統(tǒng)不斷提高自身的能源消耗，使得電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性出現(xiàn)變化。因此，工作人員使用電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)可以保證電力系統(tǒng)始終具有穩(wěn)定性，也可以控制電網(wǎng)運行的速度，使其始終保持在正常范圍內(nèi)，這樣可以保證電力系統(tǒng)中的供電質(zhì)量始終保持在正常范圍內(nèi)。當電力系統(tǒng)的效率低于以往的效率時，電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)可以采取有效的措施進行處理，這樣有助于提高電力自動化系統(tǒng)的效率，從而始終處于穩(wěn)定、良好的運行狀態(tài)。當進行實際具體工作時，電力系統(tǒng)方面的工作人員可以根據(jù)企業(yè)中實際情況作為依據(jù)，科學、合理、有效地使用電網(wǎng)調(diào)度自動化技術(shù)，這樣可以為人民群眾提供更好的服務。

4結(jié)語

隨著我國社會經(jīng)濟與科技的不斷發(fā)展，電力能源已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钜约捌髽I(yè)生產(chǎn)經(jīng)營中不可或缺的一部分。對此，不斷提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性、高效性以及安全性是工作人員的重要工作。因此，為了滿足社會發(fā)展的需求使得電力自動化系統(tǒng)出現(xiàn)在人民群眾的視野中，通過科學、合理的應用此系統(tǒng)可以將電力能源的供應效率以及效果進行大幅度的提高，而要想促進電力自動化系統(tǒng)可以獲得良好的發(fā)展以及有效的應用，這就需要電子信息技術(shù)的使用，將其應用于電力自動化系統(tǒng)中可以保證電力自動化系統(tǒng)的運行性能以及運行狀態(tài)始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，這也有利于人民群眾可以使用源源不斷的電能。

作者:張緒文 單位:南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司

電力電子技術(shù)應用2

電力電子技術(shù)實驗是面向電氣工程及其自動化專業(yè)學生開設(shè)的專業(yè)類課程之一。課程主要通過實驗的方式使學生掌握電力電子實驗技術(shù)，并培養(yǎng)學生的實驗操作能力和分析問題、解決問題的能力［1］。從育人角度來看，電力電子技術(shù)實驗課程教學除了要引導學生掌握電氣自動化方面的基礎(chǔ)知識和相關(guān)技能外，還應加強對學生包括社會公德、職業(yè)道德、家庭美德、個人品德等在內(nèi)的思想道德和行為品質(zhì)的培育，使學生真正成長為德才兼?zhèn)涞母咚刭|(zhì)人才。為此，電力電子技術(shù)實驗課程教師要重點思考如何將思想政治教育內(nèi)容融入電力電子技術(shù)實驗課程教學實踐，通過教學引導、強化學生對良好思想道德和行為品質(zhì)的理解、認同和遵循。相較于傳統(tǒng)以說教為主的教學方式，以問題為導向的教學方式更加契合電力電子技術(shù)實驗課程教學的實際，并且能激發(fā)學生參與課程思政實踐的積極性和主動性，有效達到預期的課程思政實踐成果。

一、以問題為導向的教學方法概述

以問題為導向的教學方法最早是由美國神經(jīng)病學教授霍華德·巴羅斯(HowardBarrows)于1969年提出的。該教學方法主張在教學中以問題為基礎(chǔ)，以學生為主體，以教師為主導，開展小組討論式教學。相較于傳統(tǒng)教學方法，以問題為導向的教學方法主要有以下兩方面特點：第一，突出重點。傳統(tǒng)教學方法注重的是教學內(nèi)容的系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性和整體性；以問題為導向的教學方法注重的是與特定問題相關(guān)的內(nèi)容的教學，突出的是重點性內(nèi)容。第二，注重探究。在傳統(tǒng)教學中，教學的重心放在知識傳授、識記和理解方面，學生對所學知識的運用往往在課外或者實驗課上。以問題為導向的教學方法則將教學重心調(diào)整到教學內(nèi)容上，即以特定的問題為背景和導向，引導和督促學生利用學到的知識進行自主探究，在探究中尋求問題的解決方法。這兩方面特點促使該教學方法在理工科課程教學中得到了廣泛應用和高度認同。

二、電力電子技術(shù)實驗課程教學分析

（一）課程教學定位電力電子技術(shù)實驗課程是電力電子技術(shù)理論課程的延伸。該課程主要通過實驗教學的方式引導學生加強對理論知識的理解和應用［2］。電力電子技術(shù)實驗課程教學涉及強電操作等科學性、規(guī)范性的動手操作內(nèi)容，要求學生具備嚴格按照規(guī)范進行實驗操作的行為素養(yǎng)，同時，課程教學活動本身也注重對學生規(guī)范性操作意識和能力的培養(yǎng)。

（二）課程教學目標電力電子技術(shù)實驗課程的教學目標主要包括學科目標和德育目標。學科目標主要包括：第一，了解實驗內(nèi)容和方法，獲得實驗研究的初步能力；第二，了解實驗設(shè)備的結(jié)構(gòu)原理，掌握正確的使用方法；第三，掌握實驗數(shù)據(jù)分析和處理方法，能正確分析實驗結(jié)果。德育目標是引導學生在實驗課學習過程中，逐步形成正確的思維方式，養(yǎng)成良好的行為習慣，主要包括嚴格按照行為規(guī)范和標準進行操作的意識和能力，精益求精的技術(shù)創(chuàng)新意識，實事求是的科學精神等。

三、以問題為導向的課程思政實踐優(yōu)勢

（一）契合課程目標關(guān)于課程思政，習近平總書記在2016年的全國高校思想政治工作會議上強調(diào)，“高校思想政治工作關(guān)系高校培養(yǎng)什么樣的人、如何培養(yǎng)人以及為誰培養(yǎng)人這個根本問題。要堅持把立德樹人作為中心環(huán)節(jié)，把思想政治工作貫穿教育教學全過程，實現(xiàn)全程育人、全方位育人，努力開創(chuàng)我國高等教育事業(yè)發(fā)展新局面?！保?］課程思政實踐要求電力電子技術(shù)實驗課程既要關(guān)注學科目標，又要關(guān)注德育目標。而以問題為導向的課程思政教學，是將學科目標與德育目標共同融入特定的問題，讓學生在發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程中，既能了解實驗內(nèi)容、實驗方法、實驗原理，并通過實驗數(shù)據(jù)分析得出實驗結(jié)果，又能感受到實驗操作的規(guī)范性、標準性要求和精益求精、實事求是的科學意識與精神?？梢?，以問題為導向的教學方法有利于電力電子技術(shù)實驗課程教學目標的實現(xiàn)。

（二）培養(yǎng)學生自主探究能力在以教師“教”為主導的電力電子技術(shù)實驗課程教學中，學生對專業(yè)學科內(nèi)容和思想政治內(nèi)容的理解、掌握多是一種由外而內(nèi)的過程，即學生在教師的講解和指導下進行操作，在操作過程中逐步了解和掌握實驗原理、實驗規(guī)則。這種方式不利于學生對相關(guān)知識的掌握，導致課程思政效果不佳。以問題為導向的課程思政實踐，改變了教師機械“教”和學生隨意“學”的模式，通過設(shè)置1～3個與課程相關(guān)且能激發(fā)學生探究興趣的問題，讓學生帶著問題去尋找解決原理、途徑，并自主制訂相應的解決方案，隨后通過具體的實驗操作獲得相應結(jié)果，達到解決問題的目的［4］。這種以特定問題為驅(qū)動，引導學生按照科學原理和規(guī)則自主探究問題解決途徑的課程實踐，改變了師生在教學中的地位，讓學生真正成為課程思政實踐主體，從而使其在實驗操作中更深刻、更直接地領(lǐng)悟相關(guān)規(guī)則和科學精神。

四、以問題為導向的課程思政實踐路徑

（一）以教情和學情為參照，設(shè)置課程思政目標在開始電力電子技術(shù)實驗課程教學之前，教師要先結(jié)合教情和學情，從學科目標和德育目標兩個維度設(shè)置課程教學的思政目標。以往的教學實踐表明，將德育目標與學科目標分開設(shè)立，雖然能夠突出課程思政實踐中的德育目標，但往往會弱化教學主體對德育目標的重視度和落實度，導致課程思想政治教學效果欠佳［5］。因此，在實際的課程思政實踐中，教師要結(jié)合教學主題、教學內(nèi)容和學生的學習特點，明確課程的學科目標和德育目標，并將這些目標進行融合，形成德育目標與學科目標相結(jié)合的課程教學目標，使德育與知識和技能教育實現(xiàn)同步化。以第一章《電力電子技術(shù)實驗概述》為例，其介紹了電力電子技術(shù)實驗的特點和要求、實驗準備、實驗實施和實驗總結(jié)4節(jié)內(nèi)容。通過分析發(fā)現(xiàn)，這4節(jié)的重點是對實驗特點、實驗操作行為標準、實驗操作流程等與電力電子技術(shù)實驗相關(guān)的基本內(nèi)容進行介紹，旨在教會學生如何做好電力電子技術(shù)實驗。基于此，教師可將本章的思政元素融入“電力電子技術(shù)實驗活動需要遵循的規(guī)律”這一主線，將該章的德育目標設(shè)定為“使學生認識到電力電子技術(shù)實驗活動開展規(guī)律的重要性，感知科學精神和科學態(tài)度”，然后將德育目標與學科教學目標融合，形成本章教學的整體目標，即“使學生掌握電力電子技術(shù)實驗活動的基本規(guī)律，并認識到基本規(guī)律在實驗中的重要性，感知科學精神和科學態(tài)度”。

（二）以教學目標為基礎(chǔ)，巧妙設(shè)定探究問題以問題為導向的課程思政實踐，注重學生探究問題的過程，即讓學生在實驗探究中感知與學科相關(guān)的精神、觀念、態(tài)度、規(guī)則等內(nèi)容，并引導學生將其內(nèi)化為自己的思維方式，然后逐步外化為自己的行為。因此，在電力電子技術(shù)實驗課程教學中，教師要做好探究性問題設(shè)計工作，以保證學生能全身心地投入問題探究過程，在探究中實現(xiàn)思維方式和行為的改變。在具體問題設(shè)定方面，教師可以重點從“是什么”“為什么”和“怎么用”三個角度入手。首先，設(shè)置“是什么”，讓學生抓住事物本質(zhì)。具備理性思維，遇到問題時能透過現(xiàn)象看本質(zhì)，是課程思政實踐中學生需要具備的基本思維品質(zhì)。在電力電子技術(shù)實驗課程教學中，就是要讓學生從“是什么”的角度全面、準確地理解技術(shù)的本質(zhì)和規(guī)律，客觀地理解技術(shù)。在問題設(shè)定環(huán)節(jié)，教師要在教學目標的基礎(chǔ)上，提取課程教學涉及的主要概念或者規(guī)律，據(jù)此設(shè)置相應的概念探究問題，讓學生結(jié)合以往學習經(jīng)驗進行科學探究，逐步掌握概念的本質(zhì)和特點。例如，在開展“西門子TCA785集成觸發(fā)電路實驗”教學時，教師可以設(shè)定“西門子TCA785集成觸發(fā)電路的工作原理是什么”的問題，讓學生在探究這一問題的過程中，從本質(zhì)上把握西門子TCA785集成觸發(fā)電路工作的具體原理。其次，提出“為什么”，調(diào)動學生主觀能動性。讓學生認識到主觀能動性在科學探究活動中的重要作用，并形成主動發(fā)揮主觀能動性的意識和動力，是以問題為導向的課程思政實踐關(guān)注點之一。在電力電子技術(shù)實驗課程教學中，教師要善于提出“為什么”的問題，讓學生在問題的引導和驅(qū)動下，根據(jù)自己的主觀認識提出各種追根溯源、探究事實的想法，進而調(diào)動學生熱愛科學、探究未知的興趣。例如，在講解“控制屏介紹及操作說明”時，教師可以向?qū)W生提出“控制屏的供電采用的是三項隔離變壓器隔離，并且設(shè)有電壓型漏電保護裝置和電流型漏電保護裝置，那么，這樣做的目的是為什么”的問題，并提示學生從安全性和穩(wěn)定性的角度進行思考，以引導學生根據(jù)提示進行自主分析和探究。再次，落腳“怎么做”，讓學生從實踐中檢驗真理。相較于“是什么”和“為什么”的問題，“怎么做”更側(cè)重于對學生動手操作意識和能力的檢驗與訓練，其在課程思政方面的作用也更突出。從育人角度來看，“是什么”“為什么”只是讓學生掌握相關(guān)概念和規(guī)律，學生掌握的成果多存儲于大腦中，并未轉(zhuǎn)化為行動和結(jié)果。因此，教師要從“怎么做”的角度引導學生運用所掌握的知識和技能。在“怎么做”方面，教師應重點從實驗原理、實驗步驟、實驗結(jié)果、實驗評價4個環(huán)節(jié)引導學生進行科學探究，以驗證剛開始提出的假設(shè)，通過實踐獲得真知。例如，在開展“直流斬波電路實驗”教學時，教師可以引導學生先提出關(guān)于斬波電路波形情況的猜想和驗證方法，然后按照實驗步驟和要求進行自主探究，并對實驗獲得的原始數(shù)據(jù)進行整理、分析，得出相應的結(jié)論，最后對結(jié)論和假設(shè)進行對比，掌握斬波電路波形方面的相關(guān)知識。這種通過動手操作獲得結(jié)論的方式，不僅能鍛煉學生的實驗操作能力，還能讓學生在實踐中檢驗自己的想法，獲得真理，在科學精神方面得到提升。

（三）以情境遷移為手段，培養(yǎng)學生問題思維以問題為導向的課程思政實踐的最終落腳點是育人，即培養(yǎng)德才兼?zhèn)涞娜瞬?。電力電子技術(shù)實驗課程的育人結(jié)果和效果會在實際用人過程中得到檢驗［6］。對教師而言，除了要在課堂上采用以問題為導向的教學方法和模式開展課程思政實踐，培養(yǎng)學生的學科素養(yǎng)和德育素養(yǎng)外，還要借助多樣化的實踐情境幫助學生將所學的科學知識、技能和觀念態(tài)度遷移到實際生活和工作中。首先，注重課程總結(jié)，提煉思維模型。在電力電子技術(shù)實驗課程教學中融入思政教育的重要目的是讓學生具備良好的思維品質(zhì)和行為習慣，并能將自己所學的知識和技能應用到未來生活和工作中，為國家和社會發(fā)展作貢獻。在平時教學中，教師除了要開展設(shè)定問題、引導學生探究問題等活動外，還要注重對學生問題探究過程和結(jié)果的總結(jié)，提煉出相應的思維模型供學生理解和運用。例如，在多次課程教學后，教師可以提出“是什么→為什么→怎么做”的思維模型。其次，巧借校企合作，開展社會育人。教師要善于借助校企合作、校外社會實踐活動等社會育人機會，引導和督促學生積極感受相關(guān)職業(yè)崗位對專業(yè)知識、技能和職業(yè)道德的要求，強化學生對思想政治教育的理解。同時，教師要借助校企合作的實驗項目、生產(chǎn)實習活動，對學生的職業(yè)道德、個人品德、社會公德等進行檢驗和培育，使學生在差異化的環(huán)境中形成良好的道德品質(zhì)和行為習慣。結(jié)語借助以問題為導向的教學方法在電力電子技術(shù)實驗課程教學中融入思政教學，是借助特定的問題對學生的道德品質(zhì)和行為習慣進行塑造，既契合課程教學目標，又能激發(fā)學生自主探究的意識和能力。在實際課程教學中，開展以問題為導向的課程思政實踐時，教師要以教情和學情為參照科學設(shè)置課程思政目標，以教學目標為基礎(chǔ)巧妙設(shè)定探究問題，以情境遷移為手段培養(yǎng)學生問題思維，使學生最終真正成長為德才兼?zhèn)涞膬?yōu)秀人才。

作者:宋娟 單位:寧夏大學物理與電子電氣工程學院 

電力電子技術(shù)應用3

1混合動力系統(tǒng)

插電式混合動力汽車是介于純電動汽車與燃油汽車之間的一種新能源汽車。它既有傳統(tǒng)汽車的發(fā)動機、變速器等，也有純電動汽車的電池、電機和電控，而且配有充電接口?？傮w來說，它綜合了純電動汽車和常規(guī)混合動力汽車的優(yōu)點，既可實現(xiàn)純電動、零排放行駛，也能通過混動模式增加車輛續(xù)駛里程[1]。國內(nèi)自主混動汽車經(jīng)過多年研發(fā)，目前主流的混動系統(tǒng)包括有比亞迪的DM、長城的DHT、奇瑞的DHT等，國內(nèi)各主流混動系統(tǒng)在燃油經(jīng)濟性、穩(wěn)定性、道路適應性以及成本控制等方面各有側(cè)重和優(yōu)勢，現(xiàn)在各個車企在國內(nèi)已經(jīng)公開的混動技術(shù)專利包括發(fā)明專利、實用新型專利和外觀專利見表1。通過表1可知，比亞迪在混動領(lǐng)域起步早專利布局廣，已經(jīng)公開混動技術(shù)專利數(shù)量最多，奇瑞雖然數(shù)量不如比亞迪多，但是其發(fā)明專利在整個已公開專利中占比最高，技術(shù)含量相對較高，這也符合奇瑞汽車技術(shù)流的定位。2020年度插電式混動乘用車市場份額如圖1所示，基本自主品牌汽車能和合資品牌平分秋色，而且隨著時間的推移，越來越多的自主品牌汽車在插電式混動領(lǐng)域發(fā)力，自主品牌汽車將超過并逐步拉開與合資品牌的差距。

2比亞迪DM混動架構(gòu)

比亞迪兩驅(qū)車型DM系統(tǒng)的架構(gòu)如圖2所示，搭載1.5Ti渦輪增壓+缸內(nèi)直噴發(fā)動機+6速DCT，轉(zhuǎn)速在5200r/min時達到最高功率113kW，轉(zhuǎn)速在1750~3500r/min時最大轉(zhuǎn)矩達240Nm；搭載比亞迪研發(fā)的高轉(zhuǎn)速、大功率交流永磁同步驅(qū)動電機，電機的最高轉(zhuǎn)速可達12000r/min，最大功率達110kW，在0~5200r/min能輸出最大轉(zhuǎn)矩為250Nm；在HEV模式下，發(fā)動機和電機共同工作，能在1750~3500r/min爆發(fā)出479Nm的最大轉(zhuǎn)矩，百千米加速時間僅為5.9s。其主要工作模式包括：純電工作模式（EV模式）、穩(wěn)定發(fā)電模式、混動模式（HEV模式）、燃油驅(qū)動模式、能量回饋工作模式。比亞迪DM架構(gòu)采用和本田IMMD架構(gòu)類似的混動架構(gòu)，雖然技術(shù)創(chuàng)新有限，但是其成本控制非常優(yōu)秀，再加上有比亞迪刀片電池技術(shù)在電池上的光環(huán)加持，提升了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性，通過近幾年的市場反饋，比亞迪DM混動系列獲得了市場充分的認可。

3奇瑞DHT混動架構(gòu)

奇瑞DHT系統(tǒng)的架構(gòu)如圖3所示，采用混動專用1.5T發(fā)動機、多擋變速器外加前后3臺電機，使得整車0-100km/h低于5s，綜合工況油耗低至1.25L/100km。其主要工作模式包括：單/雙電機驅(qū)動、增程、并聯(lián)、發(fā)動機直驅(qū)、單/雙電機制動能量回收、行車/駐車充電燈9種高效能工作模式。奇瑞DHT系統(tǒng)復雜度極高，同樣以兩驅(qū)混動架構(gòu)舉例，現(xiàn)有車企均為單電機，而奇瑞DHT采用了2個電機，輸出功率高，動力強勁，整體動力源包括2個電機以及奇瑞1.5T發(fā)動機，再搭配3擋雙離合變速器，其最終可以產(chǎn)生11個擋位，道路適應能力更強，理論上混動的完成度最高，但是同時由于結(jié)構(gòu)復雜，在成本控制上以及系統(tǒng)穩(wěn)定上還需要市場進一步的檢驗。

4電力電子技術(shù)在兩種混動系統(tǒng)的應用

不管是比亞迪的DM混動還是奇瑞的DHT混動，其內(nèi)部不可或缺的均存在電機驅(qū)動系統(tǒng)，電機驅(qū)動系統(tǒng)包括電機、逆變器以及電池[2]，其作用是在純電工作模式以及混動模式時提供正常行駛動能，并且在能量回饋工作模式時對減速制動能量進行回饋。逆變器是該系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)，設(shè)置在電機和電池之間，是“三電”核心技術(shù)一部分。典型的逆變器原理圖如圖4所示，逆變器核心部件是采用了現(xiàn)代電力電子技術(shù)的功率半導體器件IGBT模塊，IGBT模塊長期被英飛凌、富士電機等海外公司壟斷，全球IGBT模塊前十的公司，國內(nèi)只有斯達半導體，也僅占據(jù)不到3%的份額，2019年全球IGBT模塊市場份額如圖5所示。雖然國內(nèi)廠商對于IGBT模塊市場份額較少，但是已經(jīng)開始發(fā)力，尤其比亞迪旗下的半導體公司能自主生產(chǎn)IGBT模塊，在完全實現(xiàn)比亞迪內(nèi)部使用的同時還可以向外有限供應，尤其現(xiàn)在處在第三代IGBT市場化的階段，碳化硅基IGBT正逐步取代傳統(tǒng)的硅基IGBT，這也給了國內(nèi)半導體廠商發(fā)力的新領(lǐng)域。碳化硅基IGBT具有耐高溫、耐高壓、損耗低和開關(guān)頻率高的優(yōu)點，其作為混動汽車逆變器能明顯帶來以下3點性能提升：①顯著提高電機驅(qū)動系統(tǒng)逆變器的功率密度、減少成本；②提高電機驅(qū)動系統(tǒng)逆變器的效率；③提高電機驅(qū)動系統(tǒng)逆變器的可靠性[3]。

5結(jié)論

本文首先對國內(nèi)自主混動車企專利布局情況進行研究，而后對國內(nèi)自主混動系統(tǒng)典型的比亞迪DM混動系統(tǒng)和奇瑞DHT混動系統(tǒng)進行了介紹和對比，并針對二者中共有的電機驅(qū)動系統(tǒng)，電力電子半導體器件IGBT模塊在其中的應用進行了分析，多角度對混動系統(tǒng)進行探究，希望對相關(guān)行業(yè)以及從業(yè)人員提供一定的借鑒和參考。

參考文獻：

[1]李慧，劉春輝，于鑫蕾.混動汽車市場特征及購車用戶消費需求探究（上）[J].汽車與配件，2021（20）：37-41.

[2]蘇杭.電動汽車逆變器SICMOSFET驅(qū)動技術(shù)研究[D].長沙：湖南大學，2021.

[3]趙陽.電動汽車碳化硅逆變器設(shè)計[D].長沙：湖南大學，2021.

作者:馮強 李志紅 單位:國家知識產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作天津中心 天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學院