Вспомните дни, когда полупроводники не были распространены, когда сложности возникают в увеличенииТокНапряжения для инициатив с низким энергопотреблением. Серия вибраторных цепей преобразованаDC до AC, а затем для повышения напряжения использовались трансформаторы. Схема выпрямителя была последней границей, так как она включила преобразование постоянного тока. Набор генератора двигателя был внесен для мощных условий, причем действие двигателя вращало генератор, чтобы обеспечить необходимое напряжение нагрузки.
Хотя эти стратегии были успешными, они были дорогими и неэффективными, но они оставались популярными из -за отсутствия других вариантов. Благодаря появлению полупроводников Power и интегрированных цепей, источник питания DC на основе трансформатора, который использует высокочастотный вход AC для модуляции напряжения, появился в качестве ясного победителя в приложениях электромобиля (EV). Выпрямители использовались для преобразования мощности переменного тока обратно в DC, что позволило динамическому регулированию напряжения возможным.
Зачем EVS нужны преобразователи DC-DC
Чтобы удовлетворить повышенные потребности в мощности электромобилей и гибридных транспортных средств, напряжение аккумулятора увеличилось до диапазона от 300 В до 800 В, хотя текущие потоки и сложность кабеля остались разумными. Однако не все электрические нагрузки в автомобиле, работающих на этих напряжениях, где поступает преобразователь DC-DC. Этот многоцелевой компонент, иногда называемый модулем вспомогательной энергии (APM), может быть найден в любом электрическом или гибридном транспортном средстве, который использует высоковольтную батарею.
Преобразователи DC -DC для EV часто попадают в одну из двух категорий - те, которые снижают высокие напряжения (преобразователи Buck) или промежутки низкого напряжения моются, увеличившись (Boost Converters). Например, основной преобразователь DC-DC автомобиля отвечает за снижение напряжения от батареи до стандартного 12 В, которое затем используется широким спектром систем, включая фары, насосы и оконные двигатели. Адаптируемость этого конвертера делает его идеальным для удовлетворения широкого спектра требований к нагрузке. В определенных сценариях преобразователи DC-DC призваны для выполнения двухнамеренных задач, охватывающих как шаг, так и функции снижения напряжения, часто встречающиеся в мягких гибридных установках.
Общие типы преобразователей DC-DC в EVS
Преобразователи DC/DC могут быть обычно классифицированы на две основные категории:
Конвертеры без изоляции
Этот вид преобразователя впадает в использование, когда необходимо изменить напряжение на относительно небольшой фактор (обычно менее 4: 1), и когда нет необходимости для диэлектрической изоляции между входом и выходом. В рамках этой группы есть пять основных типов конвертеров: BUCK, BOOST, BUCK-BOOST, CUK и конвертеры накачки. Преобразователи Buck-Boost и Cuk могут выполнять как уменьшение напряжения, так и увеличение задач. С другой стороны, преобразователь с надписью подходит либо для повышения напряжения, либо для его инвертирования, хотя он обычно используется для более низких мощных применений.
Конвертеры с изоляцией
В этой категории конвертеров обычно используется высокочастотный трансформатор. Ситуации, когда требуется полная изоляция между выходным и входным вызовом для изолированных преобразователей. В этой группе существуют многочисленные типы преобразователей, включая половину мостика, полномочий, отзыв, передний и толчок DC/DC. Все эти преобразователи предлагают преимущество в том, что они являются двунаправленными и способны достичь высокого уровня уменьшения или увеличения напряжения.
Факторы, которые следует учитывать при разработке преобразователя DC-DC для электромобиля
При выборе преобразователя DC-DC для EV есть несколько факторов, которые следует учитывать. Одним из важных факторов является возможность переноса мощности, поскольку преобразователь должен иметь возможность обеспечить надежную и быструю перенос энергии. Эффективность является еще одним важным фактором, так как конвертер должен быть в состоянии эффективно преобразовать и переносить мощность между источниками энергии и EV. Количество компонентов и количества компонентов также важно, так как низкое количество компонентов может привести к более компактному и экономически эффективному преобразователю. Кроме того, конвертер должен иметь возможность обрабатывать высокие и высокие уровни, что делает его подходящим для практических применений EV. Наконец, реализация системы управления и выбор стратегии управления следует учитывать, чтобы обеспечить надлежащую работу и производительность конвертера.
Преимущества преобразователей DC-DC для электромобилей
Адаптируемые преобразователи DC-DC обеспечивают эффективное преобразование энергии и могут учесть ограничения современных энергетических систем.
Многие вспомогательные системы и компоненты в транспортных средствах предназначены для работы на стандартных уровнях автомобильного напряжения (например, 12 В). Поскольку электромобили часто используют системы более высоковольтных аккумуляторов, преобразователи DC-DC обеспечивают совместимость, предоставляя необходимые уровни напряжения для этих компонентов.
Двунаправленные преобразователи подходят для применений с низким напряжением и могут эффективно передавать возобновляемую энергию, но они могут не подходить для применений высокого напряжения из -за низкого усиления.
Двунаправленные преобразователи также помогают в таких приложениях, как регенеративное торможение, где энергия, генерируемая во время торможения, может быть преобразована обратно в полезную энергию и хранится в основной батареи.
Изолированные преобразователи DC-DC обеспечивают важную функцию безопасности в EVS. Они создают барьер между высоковольтными компонентами, такими как тяговая батарея, и системами низкого напряжения.