Metoda ładowania akumulatora litowo-jonowego pojazdu elektrycznego

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Soláthraí Stáisiún Cumhachta Inaistrithe

Większość nowych systemów elektronicznych (z wyjątkiem systemów bezpieczeństwa czynnego, autonomicznej jazdy i systemów informacyjno-rozrywkowych) można wykorzystać do oszczędzania energii, np. w przypadku technologii bezpośredniego wtrysku, systemów Start-Stop i silnika BLDC. Silniki i podwozie sterowane elektronicznie. Przepisy dotyczące emisji dwutlenku węgla (ograniczenie do 95 g/km) podkreślają pilną potrzebę poprawy efektywności paliwowej i poziomu automatycznych napędów elektrycznych, zwłaszcza w zatłoczonych centrach miast i metropolii, aby znacząco ograniczyć emisję CO2 i cząstek stałych w celu utrzymania jakości powietrza.

Poniższe czynniki przedstawiają i wpływają na przyszłe trendy i sukces pojazdów elektrycznych (EV): ● Technologia akumulatorów–Gęstość energii, rozmiar i cena ● Przebieg i wydajność ● Wydajność ładowania, czas i budowa infrastruktury ● Cena, zachęty i polityka podatkowa ● Niezawodność i koszty konserwacji ● Bezpieczeństwo W razie wypadku system elektroniczny powinien być wyposażony w cały system magazynowania energii. Komponenty (takie jak baterie, kondensatory i elementy czujnikowe) są odłączone. Bezpośrednie oddziaływanie wysokiego napięcia na długopis może spowodować poważne obrażenia ciała kierowcy, pasażerów i ratowników.

Aby uwolnić energię, taką jak te elementy magazynujące energię, należy natychmiast podłączyć wirtualne obciążenie rezystancyjne. Inteligentne zarządzanie energią jest niezwykle istotne, ponieważ zapewnia, że ​​wszystkie elementy mające wpływ na bezpieczeństwo (takie jak hamowanie, kierowanie, szczotki przeciwdeszczowe, oświetlenie i systemy bezpieczeństwa biernego itp.) odgrywają istotną rolę podczas jazdy na duże odległości.

Oprócz elektronicznych systemów bezpieczeństwa, które charakteryzują się najwyższym priorytetem pod względem zużycia energii, należy również wziąć pod uwagę elektronikę zapewniającą komfort. Klimatyzacja letnia, a także ogrzewanie pasażerskie zimą i demontaż szyb to nowoczesne samochody, których nie ma w wyposażeniu. Ogromnym wyzwaniem w projektowaniu pojazdów elektrycznych jest zmniejszenie zużycia energii przez te duże obciążenia.

Kolejnym najważniejszym zadaniem jest zapewnienie wystarczającej liczby stacji ładowania w obszarze użytkowania samochodu (szczególnie podczas postoju). Szybkie ładowanie jest bardzo ważne dla użytkowników końcowych, ponieważ zazwyczaj żaden użytkownik nie będzie czekał na przepełnienie dłużej niż dwie godziny. W czasie pracy, podróży służbowych czy zakupów nowoczesne samochody elektryczne nie są nam obce.

Ponadto niezbędne są środki zachęcające, takie jak zniżki, alternatywne źródła energii i obniżenie opłat parkingowych. Niezbędnym elementem wspomagającym samochody elektryczne jest układ ładowania akumulatorów. Jego podstawową funkcją jest konwersja prądu przemiennego (AC) na prąd stały (DC), wykonywanie funkcji korekcji współczynnika mocy (PFC), a także profil ładowania, dopasowujący system akumulatorów.

Ładowanie akumulatora odbywa się dwoma ważnymi metodami, które mają swoje zalety: 1. NA POKŁADZIE: ładowanie sieci prądem przemiennym jednofazowym i trójfazowym - łatwe podłączenie do sieci. - Brak dużej infrastruktury ładowania.

2. Non-Board: Ultraszybkie i duże, proste ładowanie poza pojazdem - krótki czas, duża moc, szybkie ładowanie - kluczowa część infrastruktury ładowania. System ładowania pojazdu z uniwersalną ładowarką DC o dużej mocy to kompletny przetwornik AC/DC zintegrowany z siecią nadwozia. Łączy samochód z siecią prądu przemiennego i zamienia prąd przemienny na prąd stały.

Ze względu na wysokie napięcie, gwarantuje się, że bezpieczeństwo jest bardzo ważne i użyteczne. Wszystkie systemy elektroniczne muszą spełniać te standardy jakości motoryzacyjnej. Inną opcją jest użycie ładowarki DC/DC innej niż samochodowa, aby wprowadzić do pojazdu elektrycznego prąd stały o wysokim napięciu w celu zastąpienia prądu przemiennego.

Ta metoda może zapewnić bardzo dużą moc ładowania, nie wymaga noszenia ładowarki, co pomaga zmniejszyć jej ciężar względem nadwozia i zaoszczędzić dużo miejsca. Ładowarka samochodowa odpowiada jedynie za kontrolę etapu ładowania akumulatora i komunikację z ładowarką spoza samochodu. Dzięki temu samochód nie jest pod napięciem prądu przemiennego i nie trzeba martwić się o związane z tym zagrożenia bezpieczeństwa, a ponadto może to zmniejszyć chwilowe napięcie szczytowe, na jakie może być narażony moduł sterujący silnikiem (ECU). Na rynku pojawiły się już takie ładowarki o maksymalnej mocy, które będą stopniowo inwestować w infrastrukturę transportową, taką jak parkingi i przystanki autobusowe.

Trzeci sposób polega na tym, że obecnie mamy do czynienia z nieskończonym, bezkontaktowym wykrywaniem. Celem jest zapewnienie niemal powszechnego dostępu do punktów ładowania w celu skrócenia czasu ładowania, a także świadczenie usług ładowania niemal natychmiast. Branża aktywnych i pasywnych elementów półprzewodnikowych powinna zaprojektować nowe komponenty, aby obniżyć koszty sterowników i siłowników pojazdów elektrycznych.

Wśród nich integracja mechaniczna + sterownik wysokiego napięcia mają na celu optymalizację kluczowego elementu niezawodności i poprawę wydajności. Przetwornice wielofazowe i inwertery stanowią kategorię zastosowań użytecznych. Wszyscy ważni producenci podzespołów opracowują nowe, bardzo ekonomiczne komponenty i nowe technologie, aby sprostać wysokim wymaganiom mocy i energii.

Pożądane komponenty w samochodzie elektrycznym to: ● Moduł IGBT do sterowania silnikiem i falownikiem ● MOSFET wysokiego napięcia ● Duża indukcyjność filtrowania prądu ● Transformator płaski ● Transoptor ● Przekaźniki półprzewodnikowe ● Rezystancja napięciowa wysokiego napięcia ● Ogranicznik termistora PTC ● Dioda wysokiego napięcia ● Moduł mostka obrotowego Elementy pasywne wymagają więcej miejsca i są drogie. Jego konstrukcja jest również ważniejsza niż konstrukcja modułu aktywnego komponentu półprzewodnikowego. Nowa topologia układu ma na celu zwiększenie częstotliwości przełączania układu i pozwala na zmniejszenie rozmiaru elementów pasywnych (takich jak transformatory, filtry i komponenty magazynujące energię).

Topologie te obejmują cienką warstwę pojemnościową, która może być stosowana w magistrali prądu stałego lub buforowaną aluminiową pojemność, a także rezystancję testową do testów wysokiego ciśnienia i dużych obciążeń elektrycznych. Transformator płaski to magiczne rozwiązanie w zakresie obwodów o wysokiej częstotliwości przełączania, zapewniające optymalną wydajność przy stosowaniu wysokonapięciowych przetwornic DC/DC. Napędy elektroniczne do pojazdów elektrycznych dzielą się na dwie kategorie: ● Do zastosowań wysokociśnieniowych (linia akumulatorowa 150 V DC–550 V DC) ● Do zastosowań niskonapięciowych (obciążenie 12 V) do przełączania z akumulatora litowo-elektronowego wysokociśnieniowego na przetwornicę DC/DC o napięciu wyjściowym 12 V do zastosowań o ograniczonej mocy Obciążenie małej mocy 100 W i mniej.

Aby maksymalnie zwiększyć ogólną wydajność tych konwerterów. Jednym z największych wyzwań stojących przed samochodami elektrycznymi jest zapewnienie wydajności silników napędzanych półprzewodnikami wysokiego napięcia. Ponadto kwestią najwyższej wagi jest także bezpieczeństwo osobiste.

Iskra wyświetlana jest w celu ostrzeżenia o wyłączniku wysokiego napięcia, a akumulator i inne podzespoły zostają rozładowane za pomocą wirtualnego oporu energetycznego. To może szybko wyeliminować energię, z ostrzeżeniem o ogniu. Awaryjne odłączanie podłączenia akumulatora to kolejna kategoria do optymalizacji i przeprojektowania w obecnym podejściu na dużą skalę.

Podobnie jak w przypadku zwykłego samochodu, inżynierowie projektujący systemy pojazdów elektrycznych chcą także ograniczyć liczbę komponentów. Przykładem realizacji tego celu jest nowa seria rezystorów napięciowych o doskonałych parametrach precyzji dla napięcia znamionowego 3 kV i poniżej. Te montowane powierzchniowo, wysokociśnieniowe rezystory dzielące napięcie mogą zastąpić tradycyjne rezystory składające się z 20–40 pojedynczych rezystorów.

Obecnie są one wykorzystywane jako dzielnik zmiennoprzecinkowy w celu testowania stabilności napięcia systemu płytki oraz wspomagania regulacji spadku napięcia w celu zwiększenia wydajności. Różnym elementom pojazdów elektrycznych towarzyszą specyficzne wyzwania. Na przykład, przetwornik izolacyjny DC/DC do napędu silnika sprężarki klimatyzatora jest bardzo wydajny.

W tym projekcie zastosowano dyskretny komponent o bardzo niskiej wysokości. Gdy napięcie przekracza 30 V prądu przemiennego i 60 V prądu stałego, konieczne jest wzmocnienie ochrony ludzkiego ciała przed porażeniem prądem. Niskie napięcie (niezbędne są części cyfrowe/symulowane 12 V oraz zaciski wysokiego napięcia).

Kategorie te zostaną objęte standaryzacją: Ładowanie poza samochodem) Pojazdy elektryczne obecnie obsługują jazdę na krótkich dystansach (jednakowo 50 km dziennie, do 100 kilometrów), ale nie mogą sprostać wymogom jazdy na duże odległości (powyżej 150 km). Ponieważ obecna cena pojazdów elektrycznych jest wyższa niż cena samochodów konwencjonalnych, inwestowanie w infrastrukturę ładowania i rozwój alternatywnych źródeł energii (chęć polegania na sile rządu i środkach zachęcających) może przyspieszyć rozwój pojazdów elektrycznych (BEV) na szeroką skalę. .