日立开发出可提高EV马达系统效率的“PHM控制”方式

日立制作所2010年8月4日宣布，该公司面向电动汽车（EV）的驱动马达等，开发出了可提高高速行驶时效率的新型控制方式（图）。可使结合使用逆变器和马达的马达系统的综合效率提高3个百分点。比如，现行马达系统的效率为91％时，新方式可使其提高至94％。日立今后将与汽车厂商共同推进开发，争取2～3年后使其实用化。

新控制方式为“高谐波调制省脉冲驱动PHM（Pulse Harmonic Modulation；PHM）”控制。与现行的PWM（Pulse Width Modulation；脉冲宽度调制）控制相比，可将脉冲状电压信号（脉冲）的数量减少至1/5。由此，可减少高频开关次数，从而降低逆变器的开关损失。由此，可使逆变器的发热量减少约40％。

使脉冲变得稀疏时，电压信号会变成由正弦波变形而来的“畸变波”（脉冲近似的畸变波）。变成畸变波后，施加给马达的实效电压会高于正弦波。由于通入马达的电流相应减少，因此铜损也会降低。

不过，畸变波内含有可使马达的铁损增加的高谐波成分。因此，通过施加反相位的电压信号，可除去振幅较大的低次高谐波成分，并尽量减少高次高谐波成分。由此，可防止铁损增加。

这种控制方式还可用于其它用途，比如将逆变器端减少的能量用于马达端，使高速行驶时的马达输出功率提高10％等。

不过，只有在高速行驶时才有望通过PHM控制方式提高效率。据日立介绍，车速方面的条件是达到60km/h左右以上。该公司称，“实验结果表明，低速行驶时马达的铜损会增加”。因此，该公司将考虑分别采用两种控制方式，在低速行驶时采用PWM控制，高速行驶时采用PHM控制。

该公司设想使此次开发的技术在输出功率为50k～100kW的马达上实用化，不过输出功率即使超出这一范围也会产生相同的效果。“目前正打算与知名汽车厂商共同推进开发”

图：PHM控制。与现行PWM控制相比，可使脉冲变得稀疏。由此，可减少开关损失和铁损