通過使用高效功率轉換器來減少二氧化碳排放的電動汽車的使用的全球趨勢通過量熱法來量化電測量得到了推動。考慮到獲得準確，近乎完美的電動汽車功率損耗測量的迫切需求，使用量熱裝置提供了一種無需與轉換器進行任何電氣連接即可實現高精度的選擇。

使用瓦特表時，熱損失是所獲得的熱量與轉換器所損失的熱量之間的差值。

但是，量熱技術采用的是一個恒溫箱，該恒溫箱由珀耳帖（Peltier）電池與房間控制系統一起提供動力。

當珀耳帖電池反轉時，它會在電極內部產生電流，這是對冷，熱兩面之間的熱差異的反應。這被稱為塞貝克效應。量熱法使用空氣，水或任何其他類型的冷卻劑來完全消除被測設備（DUT）產生的熱量。

常規量熱儀有三種類型。他們是：

開放式量熱儀：DUT直接放置在測量室中，而冷卻劑則由自然空氣指示。該解決方案的優點是結構簡單和測量速度快。主要缺點是難以測量空氣的熱容量。

封閉式單箱量熱儀：它包括一個單獨的冷卻回路，用于與周圍環境進行熱交換。通過使用水作為冷卻劑，它比開放式量熱儀具有更高的精度。但是，由于水的熱容量比空氣的熱容量大，因此測量時間變長。

封閉式雙箱量熱儀：它可以主動控制兩種情況之間的間隙中的空氣溫度，從而提高準確性。

無論哪種類型，誤差的主要來源都是通過量熱計壁造成的熱量損失（P壁）。對于開放式和封閉式單箱量熱儀，（P壁）表示為：

在此，Ttest是測試室中的溫度，Tamb是環境溫度，Rth，wall是量熱計壁的熱阻。

對于封閉式雙箱量熱儀，P壁可以估算為：

而T間隙是案例之間的間隙中的空氣溫度。

擬議的解決方案

所提出的解決方案使用一個單腔，珀爾帖單元的表面（內部和外部）有兩個散熱器，溫度傳感器，最后是風扇電動機以冷卻散熱器（圖1）。

圖1：量熱計方案使用Peltier電池。

單房間解決方案的缺點是P墻或跨墻的熱泄漏會導致錯誤。腔室中的溫度保持等于Tamb，以提高測量精度。珀耳帖細胞的活動鼓勵了這一點。

下式顯示了產生的熱量總量：

在此，Sp是塞貝克系數，Tc是冷側溫度，而Th是熱側溫度，Rp是珀耳帖電池的熱阻，并且Ip是流向珀耳帖電池的輸入電流。

當腔室內外的溫度相同時，珀耳帖電芯的冷卻能力等于以熱耗散的功率損耗。使用以下方法計算DUT的功率損耗（Ploss）：

而QFc是冷側風扇電動機的功耗。

圖2顯示了擬議的熱量計控制系統。P1 是量熱儀的工廠，P2 是用于電流控制的降壓轉換器，P1 是用于溫度跟蹤的P1控制器，C2是用于現代跟蹤的P1控制器。

圖2：這是量熱計反饋控制系統。

C1和C2如下所示：

在此，KPi和KPt是比例增益，而Kli和KIT是積分增益。

實驗結果

最初，在Matlab和Simulink環境中對等效電路模型進行了仿真技術改進。通過該模擬，可以觀察到Tin隨時間變化的趨勢，觀察到在持續約600秒的瞬態之后，腔室內的溫度如何遵循Tamb的模式。

通過以相同的方式進行操作，可以得出帕爾貼電池熱端和冷端的溫度趨勢，帕爾貼電池的輸入電流以及最終的估計功率損耗。預計的功耗與被測轉換器的功耗一致。實驗獲得的結果與模擬產生的數據一致，證實了所提出的量熱法的有效性。

毫無疑問，電動汽車（EV）已證明它們比汽油驅動的同類產品更高效。EV電動驅動系統僅占15％至20％的能量損失，而汽油發動機則僅占64％至75％的能量損失。電動汽車還使用再生制動來重新獲得和再利用制動中會損失的能量，并且不會浪費任何能量。

氣候變化和減少二氧化碳排放的需求正在徹底改變整個交通運輸部門，使其越來越趨向于電動汽車或電動汽車。電動汽車（EV）使用高效功率轉換器，其值接近99％。

編輯：hfy