國能源部下屬能源效率和可再生能源辦公室領導的自由汽車技術項目（FreedomCAR and V寬槽型振動給煤機ehicle Technologies Program, FCVT）于2006年初發(fā)布了《2005年先進電力電子和電氣機械項目年度進展報告》。
&n回轉分級篩bsp;
先進電力電子和電氣機械項目的研究方向是解決混和動力汽車、電池汽車等先進汽車所用的各種新型技術、成本障礙。其中關鍵的是碎石機設備在混和動力汽車的實際應用中，如何實現(xiàn)廉價的電力牽引動力系統(tǒng)，而這又涉及到電力電子、電氣機械子系統(tǒng)的重量、體積和成本目標的實現(xiàn)。因此，先進電力電子和電氣機械項目的研發(fā)領域主要包括：
&nbs輸送機鏈p;
更高能量密度和更低成本的新型牽引電動機激振器設計；
分級篩 
擁有新型更高效拓撲結構和適應更高溫環(huán)境的逆變流器技術震動喂料機；
&nbs喂料機p;
通過減FTS-190型旋轉篩少零部件數(shù)量和功能集成達到減小尺寸、降低重量和成本目的的變流器；
 篩沙機械;
更高效的振動電機熱控制和包裝技術；
&n碎石機bsp;
電動機/逆變流器的集雙輥機成。
物料提升機 
新發(fā)布的金屬輸送帶這份進展報告著重討論了2005年美國圍繞以上領域所開展的技術研究以及重點成果。報告共233頁，分四個部分：技術支持、熱管理與系統(tǒng)、電氣機械技術的研究和開發(fā)、電力電子技術的研究和開發(fā)。
“技術支持”兩個主題
電力電子交叉分析，是所有研究項目的基礎，通過確定所關注領域的潛力、篩選研發(fā)項目、確定籌資伙伴、確定潛在的研究機構進行研發(fā)、確定協(xié)議、監(jiān)測研發(fā)等主要工作，促進不同研究機構不同主管部門之間的戰(zhàn)略合作，降低電力電子和電氣機械的零部件以及系統(tǒng)的重量、數(shù)量和成本。
 
2005年“技術支持”工作組完成了一項與碳化硅有關的交叉型研究任務：準備一份關于碳化硅電力電子技術當前工藝水平的綜合研究報告，以及為利用這種新型電力電子設備材料的所有優(yōu)勢評估研發(fā)需求。
 
多元輸入獨立雙向新型直流-直流變流器的開發(fā)，目標是開發(fā)一種成本低、重量輕、能量密度高的雙向直流-直流變流器。這種變流器連接燃料電池車輛（FCV）的多級能量存儲元件，可以優(yōu)化燃料電池和板上能量存儲元件，例如蓄電池和超級電容之間的能量流。
 
這種變流器的拓撲結構可以增加系統(tǒng)的生命周期，優(yōu)化燃料電池和能量存儲元件的尺寸和重量，以及提升汽車系統(tǒng)的動力行為和效率。而實現(xiàn)目標的途徑在于利用磁性流量器技術以可控的方式結合不同輸入能量，同時通過變壓器連接蓄電池、超級電容和負載。由于這種變流器技術實際是建立在單輸入軟開關雙向直流-直流變流器的基礎之上，因此仍保留有軟開關，具有設備數(shù)量最少、控制簡單的優(yōu)點。
 
2005年，多元輸入獨立雙向新型直流-直流變流器的開發(fā)，主要完成了原理分析和仿真檢驗、實用設計方針推導、相關工具軟件開發(fā)、5KW硬件原型構造和測試以及根據(jù)實驗結果檢驗穩(wěn)態(tài)能量流控制。
“熱管理與系統(tǒng)”六個主題
“熱控制”的目標是驗證是否可用熱控制方法將賽米控（Semikron）公司的600伏電力電子系統(tǒng)SKAI的逆變流器尺寸到2006年減小到50%，到2008年減小到三分之一，而其他所有性能不會降低。2005年的研究成果包括：驗證了用于冷卻逆變流器和電機浮圈（floating-loop）的有效性，啟動薄膜電容器的新直接冷卻方法研究工作，新興兩段冷卻技術中期評估報告，冷卻液（包括絕緣體強度）研究。
 
“零部件特性描述”的目標是測試電容器和磁體的可靠性、衰退趨勢和強度是否能夠滿足15年的服務壽命需要。2005年完成了采用LABView，能夠適應各種極端條件測試的自動化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(DAC)的建立。
 
“競爭技術對比”的任務是對全球汽車市場上最新的非美國公司的混和電動汽車進行電、熱相關技術的比較。主要執(zhí)行機構是美國Oak Ridge國家實驗室（ORNL）。
 
2005年主要完成了：前置發(fā)動機的測試準備、2004年豐田汽車混和電力驅(qū)動系統(tǒng)中期評估報告、前置發(fā)動機的恒速熱測試、對前置發(fā)動機和逆變流器封裝分析峰值功率與質(zhì)量或容量比、前置發(fā)動機全速測試、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)提升為可將Yokogawa PZ4000功率表和眾多其他來源的數(shù)據(jù)寫入單一電子表格、開始前置系統(tǒng)性能的最后測試、所有HEV所需混合驅(qū)動系統(tǒng)的零部件的購置等等。
 
“噴射冷卻電力電子元件”的目標是通過模擬透視探索電力電子中使用噴射冷卻的前景。2005年初步了解了不同冷卻循環(huán)液的性能表現(xiàn)，水有凍結的問題，乙二醇和水的混和物有穩(wěn)定性、腐蝕性、壓力等問題需要進一步克服，R-134a的可用性需要進一步研究。
 
“低熱阻IGBT結構”希望能夠解決三個主要問題：降低絕緣閘兩極晶體管（IGBT，insulated gate bipolar transistor）和冷卻劑之間的熱阻，使用初始溫度為105°C的冷卻劑，減小熱管理單元的尺寸和成本。
 
設定的解決方法主要是：用有限元分析（FEA）方法對傳統(tǒng)IGBT結構模型和低熱阻結構模型作對比，找出可以改進完善的結構，再與產(chǎn)業(yè)界合作進行硬件的測試和應用。這一研究項目起步于2005年，當年實現(xiàn)兩個模型的建立，對比結果顯示了64%的熱阻降低，目前正在研究新型設計。此外，2005年的研究結果也表明，由于熱阻的降低，使用105°C的冷卻劑是可行的。
 
“汽車電力電子元件噴射冷卻的應用評估”，由于現(xiàn)在還很難規(guī)范各種模擬參數(shù)，因此，項目重點在于觀察分析試驗結果，2005年初步完成了對R-134a的特性研究。
電氣機械技術的研究和開發(fā)四個主題
“區(qū)域弱化和CPSR（constant power speed range）加強技術”，研究怎樣通過電壓控制、流量控制、電感控制、逆變流器控制和磁阻控制五種手段實現(xiàn)發(fā)動機系統(tǒng)的最佳運行。每種技術手段都在2005年實現(xiàn)了一些新的突破。
 
“電機研發(fā)”的目標是無刷電機的永磁鐵（RIPM-BFE，reluctance interior permanent magnet with brushless field excitation），2005年開發(fā)了一種比豐田電機磁圈短30%的永磁鐵。
 
“先進牽引電動機開發(fā)（RFP）”于2005年初開發(fā)了一種新型牽引電動機，經(jīng)過多次修改，基本可以滿足FreedomCAR的2010年目標和規(guī)范。
 
“永磁鐵粉末開發(fā)”一方面要實現(xiàn)永磁鐵材料的運行溫度從120°C提升到200°C，一方面要保證性能提高的同時，成本降低。
電力電子技術的研究和開發(fā)側重點
電力電子技術的研究和開發(fā)側重于各種用途的變流器/逆變流器、電容器。
 
這一領域的研究對象包括公交車多級電壓系統(tǒng)的集成直流-直流變流器、混和電動汽車和燃料電池汽車的集成逆變流器、混和電動汽車和燃料電池汽車的直流-直流變流器、混和電動汽車的高性能嵌入式金屬薄膜（Film-on-Foil）電容器、高溫薄膜電容器、直流總線電容器的玻璃陶瓷絕緣材料，以及寬帶隙（Wide-Bandgap）半導體、燃料電池汽車Z極功率轉換器、Semikron汽車集成能量模塊測試。
 
這份報告中，還對每個項目的技術討論情況、階段研究成果和未來研究方向做了簡單介紹。應該說，美國同行在研究方向、研究進度、過程控制等方面的做法和經(jīng)驗，值得我們國內(nèi)同仁參考借鑒。