Λεπτομερής επεξήγηση του DC/DC στα ηλεκτρικά οχήματα
Τα ηλεκτρικά οχήματα (EV) είναι εξοπλισμένα με μεγάλες μπαταρίες ιόντων λιθίου υψηλής τάσης και μπαταρίες μολύβδου-οξέος χαμηλής τάσης που χρησιμοποιούνται σε οχήματα με κινητήρα. Και οι δύο μπαταρίες πρέπει να φορτιστούν, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου πρέπει να φορτιστούν σε σταθμούς φόρτισης και οι μπαταρίες μολύβδου οξέος πρέπει να φορτιστούν από μπαταρίες ιόντων λιθίου. Επί του παρόντος, η συσκευή που μετατρέπει μια συγκεκριμένη ισχύ DC σε διαφορετική ισχύ DC είναι ένας μετατροπέας DC/DC. Θα εξηγήσουμε τις λειτουργίες και τη διαμόρφωση συστήματος των μετατροπέων DC/DC.
Τι είναι ένας μετατροπέας DC/DC;
Επισκόπηση των μετατροπέων DC/DC
Όλες οι συσκευές EV βασίζονται στην ηλεκτρική ενέργεια για να λειτουργήσουν. Ο κινητήρας οδήγησης κ.λπ. βασίζεται στην ισχύ των μπαταριών ιόντων λιθίου μεγάλης/υψηλής τάσης για τη λειτουργία του και πολλές άλλες ενσωματωμένες συσκευές (ECU, κάμερες, φώτα κ.λπ.) βασίζονται στην ισχύ των μπαταριών μολύβδου-οξέος χαμηλής τάσης να λειτουργήσει. Εάν η μπαταρία μολύβδου-οξέος δεν φορτιστεί, θα εξαντληθεί η ισχύς της, επομένως πρέπει να φορτιστεί από την μπαταρία ιόντων λιθίου. Μεταξύ αυτών, η συσκευή που μετατρέπει την ισχύ DC υψηλής τάσης σε ισχύ συνεχούς ρεύματος χαμηλής τάσης είναι ένας μετατροπέας DC/DC. Με τη μετατροπή σε χαμηλή τάση, διάφορες εποχούμενες συσκευές ηλεκτρικών οχημάτων μπορούν να λειτουργούν με την κατάλληλη τάση.
Διαφορετικές χρήσεις υψηλής και χαμηλής τάσης
- Χρήσεις υψηλής τάσης
Για τη λειτουργία του κινητήρα κίνησης, απαιτείται υψηλή τάση. Δεδομένου ότι ο κινητήρας απαιτεί υψηλή ισχύ, εάν επιχειρηθεί να λειτουργήσει σε χαμηλή τάση, θα δημιουργηθεί μεγάλο ρεύμα, με αποτέλεσμα αυξημένες απώλειες στο κύκλωμα και χαμηλή απόδοση μετατροπής. Για να βελτιωθεί η απόδοση, απαιτείται υψηλή τάση (400V ή περισσότερο) για την καταστολή του ρεύματος.
- Χρήσεις χαμηλής τάσης
Η χαμηλή τάση χρησιμοποιείται για εξοπλισμό διαφορετικό από εκείνον που σχετίζεται με τον κινητήρα κίνησης (διάφορος εξοπλισμός στο αυτοκίνητο και προβολείς κ.λπ.). Επιπλέον, ακόμη και για εξοπλισμό υψηλής τάσης, το κύκλωμα εσωτερικού ελέγχου λειτουργεί σε χαμηλή τάση. Επομένως, ένας μετατροπέας DC/DC που μετατρέπεται από υψηλή τάση σε χαμηλή τάση είναι απαραίτητος.
Σχετικά με τη δομή του κυκλώματος του μετατροπέα DC/DC
Συνολική δομή
- Ανίχνευση τάσης (πλευρά εισόδου): Μετρά την τάση εισόδου από την μπαταρία ιόντων λιθίου
- Φίλτρο θορύβου (πλευρά εισόδου): Αφαιρεί το θόρυβο χρησιμοποιώντας πυκνωτές και πηνία
- Κύκλωμα μετατροπής τάσης: Μετατρέπει την τάση μέσω εναλλαγής μέσω μετασχηματιστών μόνωσης και FET
- Φίλτρο θορύβου (πλευρά εξόδου): Αφαιρεί το θόρυβο χρησιμοποιώντας πυκνωτές και πηνία
- Ανίχνευση τάσης (πλευρά εξόδου): Μετρά την τάση εξόδου
- Κύκλωμα ελέγχου: Ελέγχει το κύκλωμα μετατροπής κ.λπ.
- Μετατροπέας DC/DC: Παρέχει ρεύμα στο κύκλωμα ελέγχου
- Κύκλωμα επικοινωνίας: Κύκλωμα επικοινωνίας με το εξωτερικό
Στα ηλεκτρικά οχήματα, οι περισσότερες από τις ενσωματωμένες συσκευές εκτός του κινητήρα λειτουργούν με τάση πολύ χαμηλότερη από την τάση της κύριας τροφοδοσίας του οχήματος. Μεταξύ αυτών, η συσκευή που μετατρέπει την έξοδο DC υψηλής τάσης της μπαταρίας ιόντων λιθίου σε χαμηλής τάσης DC είναι ο μετατροπέας DC/DC. Στο μέλλον, καθώς αυξάνεται ο αριθμός των EV, θα αυξηθεί και ο αριθμός των εγκατεστημένων μετατροπέων DC/DC.
Επιπλέον, καθώς διάφορες συσκευές γίνονται πιο ηλεκτρισμένες και πιο ισχυρές, είναι επίσης απαραίτητο να επιδιώκουμε υψηλότερη απόδοση μετατροπέων DC/DC. Στο μέλλον, οι άνθρωποι θα προτείνουν υψηλότερες απαιτήσεις απόδοσης για ηλεκτρονικά εξαρτήματα αυτοκινήτου, όπως υψηλή τάση (υψηλής τάσης αντοχής), μεγάλο ρεύμα, χαμηλή απώλεια, υψηλή αντοχή στη θερμότητα και σμίκρυνση.