徐 壮 殷冠贤 徐殿国

（哈尔滨工业大学电气工程及自动化学院 哈尔滨 150001）

1 引言

随着汽车电子系统容量的扩大，极限功率为3kW左右的传统14V供电系统已经逐渐过渡到42V系统，其中42V为整流器工作时的直流端电压，蓄电池电压为36V。而42V车用整流器在汽车行驶过程中将发电机所发出的变频变幅的交流电变换为42V直流电。21世纪汽车的发展受到能源、环保和安全的三大挑战。未来车辆对电能的需求和效率的要求使得设计适合的车用整合起动发电系统（ISA）显得尤为必要。目前的解决方案离真正意义上的ISA还有一定的距离。考虑到中国和世界巨大的市场，ISA的研发对中国的汽车产业将带来相当大的益处。ISA系统（见图 1）起动时由电动机带动引擎，当达到预定转速时，由引擎驱动汽车工作，此时电机工作在发电状态，向蓄电池充电。只需要一台电机和一套变流器就可以工作，而且满足降低排放和减少燃油的消耗量，几乎整个系统运行期间都能向蓄电池提供电能[1-3]。

图1 车用整合起动发电系统结构示意图Fig.1 The overall structure of the ISA system

传统PWM整流器被广泛采用于ISA系统，但有很多局限性：

（1）输出AC电压总小于直流母线电压。某些场合，可用的直流母线电压受限，需要加入DC-DC变换器。增加额外的变换装置加大了系统费用，降低了效率。

（2）死区的加入导致输出波形的畸变。在低速时会使系统不稳定。

（3）可靠性来讲，对 EMI噪声可导致击穿，毁坏逆变器。

42V PowerNet ISA系统[2]如果使用传统的VSI拓扑会给系统带来很大的能耗。如果不加入DC-DC变换器，ISA电机的尖峰相电压将受限于 24V。……