Podrobné vysvětlení DC/DC v elektrických vozidlech
Elektromobily (EV) jsou vybaveny velkými vysokonapěťovými lithium-iontovými bateriemi a nízkonapěťovými olověnými bateriemi používanými v motorových vozidlech. Obě baterie je třeba nabíjet, lithium-iontové baterie je třeba nabíjet na nabíjecích stanicích a olověné baterie je nutné nabíjet z lithium-iontových baterií. V současné době je zařízením, které převádí určitý stejnosměrný výkon na jiný stejnosměrný výkon, DC/DC měnič. Vysvětlíme si funkce a konfiguraci systému DC/DC měničů.
Co je DC/DC měnič?
Přehled DC/DC měničů
Všechna zařízení EV se při provozu spoléhají na elektřinu. Hnací motor atd. se při provozu spoléhá na výkon velkých/vysokonapěťových lithium-iontových baterií a mnoho dalších palubních zařízení (ECU, kamery, světla atd.) se spoléhá na výkon nízkonapěťových olověných baterií provozovat. Pokud se olověná baterie nenabije, dojde energie, takže je třeba ji nabít z lithium-iontové baterie. Mezi nimi je zařízení, které převádí vysokonapěťovou stejnosměrnou energii na nízkonapěťovou stejnosměrnou energii, DC/DC měnič. Převedením na nízké napětí mohou různá palubní zařízení EV pracovat při vhodném napětí.
Různé použití vysokého napětí a nízkého napětí
- Použití vysokého napětí
Pro provoz hnacího motoru je zapotřebí vysoké napětí. Protože motor vyžaduje vysoký výkon, při pokusu o provoz při nízkém napětí bude generován velký proud, což má za následek zvýšené ztráty v obvodu a špatnou účinnost konverze. Pro zlepšení účinnosti je k potlačení proudu potřeba vysoké napětí (400 V nebo více).
- Použití nízkého napětí
Nízké napětí se používá pro jiná zařízení než ta, která souvisí s hnacím motorem (různá zařízení v autě a světlomety atd.). Navíc i u vysokonapěťových zařízení pracuje vnitřní řídicí obvod při nízkém napětí. Proto je nezbytný DC/DC měnič, který převádí z vysokého napětí na nízké napětí.
O obvodové struktuře DC/DC měniče
Celková struktura
- Detekce napětí (vstupní strana): Měří vstupní napětí z lithium-iontové baterie
- Šumový filtr (vstupní strana): Odstraňuje šum pomocí kondenzátorů a cívek
- Obvod pro konverzi napětí: Převádí napětí přepínáním přes izolační transformátory a FET
- Šumový filtr (výstupní strana): Odstraňuje šum pomocí kondenzátorů a cívek
- Detekce napětí (výstupní strana): Měří výstupní napětí
- Řídicí obvod: Řídí převodní obvod atd.
- DC/DC měnič: Napájí řídicí obvod
- Komunikační obvod: Komunikační obvod s vnějškem
U elektromobilů pracuje většina palubních zařízení jiných než motor při napětí mnohem nižším, než je napětí hlavního napájecího zdroje vozidla. Mezi nimi je zařízení, které převádí vysokonapěťový stejnosměrný výstup lithium-iontové baterie na nízkonapěťový stejnosměrný proud, DC/DC měnič. V budoucnu, jak se bude zvyšovat počet EV, poroste i počet instalovaných DC/DC měničů.
Navíc s tím, jak se různá zařízení elektrifikují a výkonnější, je také nutné usilovat o vyšší výkon DC/DC měničů. V budoucnu budou lidé klást vyšší požadavky na výkon automobilových elektronických součástek, jako je vysoké napětí (vysoké výdržné napětí), velký proud, nízké ztráty, vysoká tepelná odolnost a miniaturizace.
