Mi az a fedélzeti és offboard töltő?

Dióhéjban: egy beépített töltő átalakítja a hálózatból származó váltakozó áramot egyenárammá, amelyet aztán az akkumulátor töltésére használnak. Akkor használatos, amikor egy elektromos autót csatlakoztatnak a hálózati aljzathoz. Akkor is használják, amikor egy elektromos autó tölti magát.

Tápegység

Ez a találmány egy olyan tápegységből áll, amely a jármű akkumulátorfeszültségének megfelelő teljesítményű fedélzeti és külső töltőket biztosít. Az egység kettős programozhatósági fokozattal rendelkezik, amely lehetővé teszi a stack feszültségek teljes tartományát. Három alapvető elemből áll: egy tápegységből, a karimás bemenetből és egy tápkábelből.

A beépített töltők kisebb méretűek és alacsony profilúak. Úgy tervezték, hogy lassabb töltést biztosítsanak, mint egy külső töltők, és tartalmazhatnak EMI-védelmet és kis terjedési késleltetést. Ezek a töltők PHEV és akkumulátoros járművekben is használhatók, és kompatibilisek a töltőállomásokkal.

Mérési rendszer

Annak érdekében, hogy megbizonyosodjunk arról, hogy egy fedélzeti vagy külső töltő hatékony, meg kell mérni az energiahatékonyságot. A javasolt mérőrendszernek tartalmaznia kell egy digitális kiolvasó interfészt a kimeneti energia és teljesítménytényező elemzéséhez. Ezenkívül tartalmaznia kell egy extra teljesítményelemzőt az AC bemeneti oldalon a bemeneti energia és a teljesítménytényező kiszámításához. Ez elengedhetetlen az energiametrológiai kalibráláshoz.

Az offboard és a beépített töltők mérőrendszere egy nagy sebességű AD konverterből áll, amely egyszerre több mérést is tud végezni. Ezen túlmenően a megszerzett adatokat minden iterációba streamelni kell. Ez nehéz probléma a DSP-k számára, ezért az FPGA az előnyben részesített lehetőség.

Vezérlőhurkok

A beépített és az offboard PEV töltők közötti vezérlőhurkok lehetővé teszik mindkét eszköz magas szintű működését. A hagyományos inverterekkel ellentétben, amelyek egyetlen vezérlőhurokkal rendelkeznek, a PEV töltők több üzemmódban is működhetnek. Például képesek fedélzeti áramellátást biztosítani, miközben a fedélzeten kívüli tápellátás nem elérhető. A külső töltőknek megvan az az előnye is, hogy beépítik a PV-integrációt. Kétszintű, négylábú inverter topológiát használnak a valós és meddő teljesítmény áramlásának, valamint a PEV akkumulátor töltő- és kisütési áramának dinamikus szabályozására. Ez biztosítja a négy reaktív kvadráns működését, a nagy stabilitású reakciókat és az egyenletes teljesítményt. Ezen túlmenően, a napelemes energiatermelés zökkenőmentesen beépül a töltőállomásba, és szabályozva van a különböző környezeti feltételekhez.

A fedélzeti töltőrendszer javíthatja a jármű biztonságát és az üzemeltetési költségeket az akkumulátorcsomag újratöltési idejének csökkentésével. Itt valaki megvizsgálja, hogy milyen technológiát alkalmaznak a hibrid és elektromos járművek fedélzeti töltőinek megvalósítására. Az elektromos jármű (EV) életképessége attól függ, hogy képes-e gyorsan feltölteni akkumulátorait. A töltési idők gyakran éppoly szűk keresztmetszetet jelentenek, mint a hatótávolság. A töltési architektúrák két elsődleges típusa a külső gyors DC töltőállomások és a beépített töltőrendszerek.

Galvanikus szigetelés

A galvanikus leválasztás kritikus biztonsági intézkedés a töltési folyamatban. Ezen intézkedés hiányában a jármű elektromos rendszere veszélyes földhurokba ütközhet, ami zajhoz és biztonsági aggályokhoz vezethet. Ezenkívül az elektromos járművek akkumulátorrendszerén átfolyó áramok potenciálisan halálosak lehetnek az emberek számára.

E követelmények teljesítése érdekében a beépített töltőnek képesnek kell lennie az egyenáram-kimeneti feszültség és az áramszint megváltoztatására. Ugyancsak alapvető fontosságú ezen alkatrészek túl- és alacsony feszültség elleni védelme, és a megfelelően működő rendszernek biztosítania kell a feszültségfelügyeletet.

Költség

Az elektromos járművekben a beépített és a külső töltő ára a fedélzeti töltő kapacitásától és minőségétől függően változik. A külső töltők drágábbak, de több energiát is igényelnek, és speciális telepítést igényelhetnek. Ezenkívül a kW-onkénti költségük nagyon eltérő lehet. Ezért nehéz megjósolni az optimális teljesítményt.

A fedélzeti és offboard töltők költség-haszon arányának értékeléséhez egy egycélú optimalizálási módszert alkalmaztunk. Ebben a folyamatban meghatároztuk a beépített töltő és az akkumulátor kapacitásának optimális teljesítményét. Az optimalizálás célja a töltési költségek minimalizálása a jármű élettartama során.

Méret

Van néhány lényeges különbség a beépített és az offboard töltők között. A beépített töltő kisebb, és lassabban alakítja át az áramot, míg a külső töltő nagyobb és nagyobb áramot is képes kezelni. A két típusú töltőt a legtöbb elektromos jármű alkatrészgyártója gyártja, de konverziós sebességük jelentősen eltér. A beépített töltő is nehezebb, és több helyet foglal az autóban.