Podrobné vysvetlenie DC/DC v elektrických vozidlách
Elektrické vozidlá (EV) sú vybavené veľkými vysokonapäťovými lítium-iónovými batériami a nízkonapäťovými olovenými batériami používanými v motorových vozidlách. Obidve batérie je potrebné nabíjať, lítium-iónové batérie je potrebné nabíjať na nabíjacích staniciach a olovené batérie je potrebné nabíjať z lítium-iónových batérií. V súčasnosti je zariadením, ktoré konvertuje určitý jednosmerný výkon na iný jednosmerný prúd, menič jednosmerného prúdu/jednosmerného prúdu. Vysvetlíme si funkcie a konfiguráciu systému DC/DC meničov.
Čo je to DC/DC konvertor?
Prehľad DC/DC meničov
Všetky EV zariadenia sú pri prevádzke závislé od elektriny. Hnací motor atď. sa pri prevádzke spolieha na výkon veľkých/vysokonapäťových lítium-iónových batérií a mnohé ďalšie palubné zariadenia (ECU, kamery, svetlá atď.) sa spoliehajú na napájanie nízkonapäťových olovených batérií prevádzkovať. Ak sa olovená batéria nenabije, vybije sa, preto je potrebné ju nabiť z lítium-iónovej batérie. Medzi nimi je zariadenie, ktoré premieňa vysokonapäťový jednosmerný prúd na jednosmerný prúd s nízkym napätím, menič DC/DC. Prevedením na nízke napätie môžu rôzne palubné zariadenia elektrických vozidiel pracovať pri vhodnom napätí.
Rôzne použitie vysokého napätia a nízkeho napätia
- Použitie vysokého napätia
Na prevádzku hnacieho motora je potrebné vysoké napätie. Pretože motor vyžaduje vysoký výkon, ak sa pokúsi pracovať pri nízkom napätí, vytvorí sa veľký prúd, čo vedie k zvýšeným stratám v obvode a nízkej účinnosti konverzie. Na zlepšenie účinnosti je potrebné vysoké napätie (400 V alebo viac) na potlačenie prúdu.
- Použitie nízkeho napätia
Nízke napätie sa používa pre iné zariadenia ako tie, ktoré súvisia s hnacím motorom (rôzne vybavenie v aute a svetlomety atď.). Navyše, aj pri vysokonapäťových zariadeniach vnútorný riadiaci obvod pracuje pri nízkom napätí. Preto je nevyhnutný DC/DC menič, ktorý konvertuje z vysokého napätia na nízke napätie.
O štruktúre obvodu DC/DC meniča
Celková štruktúra
- Detekcia napätia (vstupná strana): Meria vstupné napätie z lítium-iónovej batérie
- Šumový filter (vstupná strana): Odstraňuje šum pomocou kondenzátorov a cievok
- Obvod na konverziu napätia: Konvertuje napätie prepínaním cez izolačné transformátory a FET
- Šumový filter (výstupná strana): Odstraňuje šum pomocou kondenzátorov a cievok
- Detekcia napätia (výstupná strana): Meria výstupné napätie
- Riadiaci obvod: Riadi konverzný obvod atď.
- DC/DC menič: Dodáva energiu do riadiaceho obvodu
- Komunikačný okruh: Komunikačný okruh s vonkajškom
Na elektromobiloch väčšina palubných zariadení iných ako motor pracuje s napätím oveľa nižším, ako je hlavné napájacie napätie vozidla. Medzi nimi je zariadenie, ktoré premieňa vysokonapäťový jednosmerný výstup lítium-iónovej batérie na nízkonapäťový jednosmerný prúd, DC/DC menič. V budúcnosti so zvyšujúcim sa počtom EV sa zvýši aj počet inštalovaných DC/DC meničov.
Okrem toho, keď sa rôzne zariadenia stávajú elektrifikovanejšími a výkonnejšími, je potrebné usilovať sa aj o vyšší výkon DC/DC meničov. V budúcnosti budú ľudia klásť vyššie požiadavky na výkon automobilových elektronických komponentov, ako je vysoké napätie (vysoké výdržné napätie), veľký prúd, nízke straty, vysoká tepelná odolnosť a miniaturizácia.
