SiCnifikant 项目研究并展示了 SiC 基半导体器件 (SiC-MOSFET) 在高达 250 kW 的驱动逆变器中的优势,满足了汽车的特殊要求。特别是,新型功率模块的构建和电机的集成旨在展示 SiC 在实现高开关速度、提高功率密度和效率方面的最佳使用。为了达到高达 75 kW/升的功率密度,在最大电流下将逆变器中的功率损耗降低 50% 并提高整个系统的可靠性,该项目从半导体芯片、模拟到组件原型设计(用于最终评估)等各个层面开展研究。该项目采用整体方法来满足系统设定的目标。从高档车辆开始,电动动力系统的最重要要求已定义如表 1 所示。
摘要 - 汽车传动轴将动力从变速器传输到汽车的后轮。传统上由钢制成的汽车传动轴材料现在由不同的材料制成,其中一些据称比传统材料更轻,有时更安全。这项研究使研究在选择传动轴、制造和车辆生命周期内的性能方面的关键材料参数成为可能。剑桥工程选择器 (CES) 生态审计工具用于选择最佳材料、成本和生态性能,例如二氧化碳产生、可回收性和生产能量。在本研究中,先进的材料概念已被用于分析汽车传动轴的一些特定部件,旨在提高性能。汽车传动轴开发的材料参数来自组合,例如混合铝/复合材料具有更高的扭矩传递能力、更高的基本自然弯曲频率以及更少的噪音和振动。此外,将粘弹性阻尼材料与复合材料共固化可以生产出重量轻、刚度大、阻尼性强的结构部件。研究表明,复合材料传动轴重量更轻,比强度相似的钢或铝轻,且具有柔韧性和较低的弹性模量,因此当传动系统出现扭矩峰值时,复合材料传动轴可以起到减震器的作用,通过减少应力来延长车辆寿命。复合材料也存在缺点,例如制造和材料成本高。
• [1] JH Stathis 和 S. Zafar,“MOS 器件中的负偏压温度不稳定性:综述”,《微电子可靠性》第 46 卷(2006 年),第 270-286 页。 • [2] DK Schroder,“负偏压温度不稳定性:我们了解什么?”《微电子可靠性》第 44 卷(2007 年),第 841-852 页。
1.2 概述................................................................................................................ 1
名称 类型和测试仪信号 方向 说明 加速踏板位置 (APP) 模拟输出 驾驶员脚踏板 气流 模拟/数字输出(取决于传感器类型) 测量进入发动机的空气质量 进气歧管压力 (IMP) 模拟输出 影响空气密度 进气歧管温度 (IMT) 模拟输出 影响空气密度 燃油压力 模拟输出 影响喷油器每次启动时分配的燃油 曲轴 模拟/数字输出(取决于传感器类型) 高速信号;旋转位置信息 凸轮 模拟/数字输出(取决于传感器类型) 高速信号;旋转位置信息 Lambda/O2 模拟输出 排气化学反馈 爆震 模拟输出 高速信号;气缸振动反馈 节气门位置 模拟输出 节气门体反馈 节气门指令 数字 PWM 输入 ECU 的节气门设定点
名称 类型和测试仪信号 方向 说明 加速踏板位置 (APP) 模拟输出 驾驶员脚踏板 气流 模拟/数字输出(取决于传感器类型) 测量进入发动机的空气质量 进气歧管压力 (IMP) 模拟输出 影响空气密度 进气歧管温度 (IMT) 模拟输出 影响空气密度 燃油压力 模拟输出 影响喷油器每次启动时分配的燃油 曲轴 模拟/数字输出(取决于传感器类型) 高速信号;旋转位置信息 凸轮 模拟/数字输出(取决于传感器类型) 高速信号;旋转位置信息 Lambda/O2 模拟输出 排气化学反馈 爆震 模拟输出 高速信号;气缸振动反馈 节气门位置 模拟输出 节气门体反馈 节气门指令 数字 PWM 输入 ECU 的节气门设定点
飞机用燃气涡轮发动机的设计和开发是一个高度集成的过程,需要整合来自多个设计专业的大量人员的努力。如果设计过程定义明确且产品架构稳定,则该过程的结果将变得高度可预测和可重复。如果由于技术插入、客户要求或组件配置的整体性能变化而导致架构发生重大变化,则这种大型集成设计过程可能会变得更具挑战性。必须向参与产品开发的所有人准确无误地传达所有组件、系统和子系统的设计意图、要求和预期性能。普惠公司是一家大型燃气涡轮发动机设计公司,自 1925 年成立以来一直从事发动机业务。2008 年,普惠公司设计、制造并试飞了一台大型“齿轮传动涡扇”发动机,这是正在开发的新产品架构的演示,新产品系列中的第一台是 PWl 524G。这种新型发动机结构与更传统的涡扇发动机结构不同,它在风扇和驱动它的涡轮轴之间使用了减速齿轮组。早期对燃气涡轮发动机产品设计过程相互作用的研究工作是使用传统的高涵道比燃气涡轮发动机结构进行的,使用
图 7 - 单个元件的模拟增益与近似增益比较 .............................................................................. 16 图 8:3x3 阵列中的单个元件 .............................................................................................. 16 图 9:3x3 阵列中元件的增益模式,其余元件开路 ............................................................. 17 图 10:3x3 阵列中元件的增益,其余元件端接至 50Ω ............................................................. 18 图 11:5x5 阵列中的单个元件 ............................................................................................. 19 图 12:5x5 阵列中元件的增益模式,其余元件开路 20 图 13:5x5 阵列中元件的增益,其余元件端接至 50Ω ............................................................. 21 图 14:发送和接收元件模拟 ............................................................................................. 22 图 15:单个 Tx 和 Rx 元件的返回和插入损耗模拟 ............................................................................. 22 图16:全阵列几何结构 ................................................................................................ 23 图 17:Tx 和 Rx 元件的 S 参数,其他元件开路 ........................................ 24 图 18:Tx 和 Rx 元件的 S 参数,其他元件端接至 50Ω ........................................ 25 图 19:MatLab 程序的嵌套 FOR 循环片段 ............................................................. 27 图 20:回波损耗,中心频率 8.14 GHz ............................................................................. 33 图 21:Z-Smith 图,Z 1 =(50.42-0.08j)Ω ............................................................................. 33 图 22:回波损耗,中心频率 8.16 GHz ............................................................................. 34 图 23:Z-Smith 图,Z 1 =(51.67-3.92j)Ω ............................................................................. 34 图 24:回波损耗损耗,中心频率 8.15 GHz .............................................................................. 35 图 25:所有 S 参数 .......................................................................................................... 35 图 26:Z-Smith 图,Z 1 =(50.46-0.14j)Ω ...................................................................... 36 图 27:回波损耗,中心频率 8.16 GHz ............................................................................. 37 图 28:Z-Smith 图,Z 1 =(51.51-4.11j)Ω ............................................................................. 37 图 29:回波损耗,中心频率 8.15 GHz ............................................................................. 38 图 30:所有 S 参数 ............................................................................................................. 38 图 31:Z-Smith 图,Z 1 =(50.30+0.18j)Ω ............................................................................. 40