Mõelge tagasi päevadele, mil pooljuhid polnud tavalised, kui raskused olid suurenemiselAlalisvoolupinged vähese võimsusega algatuste jaoks. Vibraatoriahelate seeria muudetudAlalisvool vahelduvvooluni, ja seejärel kasutati pinge suurendamiseks trafosid. Alaldi vooluring oli viimane piir, kuna see võimaldas alalisvoolu muundamist. Mootorigeneraatorikomplekt toodi sisse suure võimsusega tingimustele, mootori toiming keerutas generaatori, et saada vajalik koormuspinge.
Kuigi need strateegiad olid edukad, olid need kallid ja ebaefektiivsed, kuid olid siiski populaarsed, kuna muid võimalusi puudusid. Võimsuse pooljuhtide ja integreeritud vooluahelate tulekuga on elektrisõidukite (EV) selge võitjana tekkinud trafopõhine DC toiteallikas, mis kasutab kõrgsageduslikku vahelduvvoolu sisendit pinge moduleerimiseks. AC -toite DC muutmiseks kasutati alalditeid, võimaldades dünaamilise pingeregulatsiooni.
Miks EV-d vajavad alalisvoolu-DC muundureid
EV -de ja hübriidsõidukite suurenenud energiavajaduste rahuldamiseks on aku pinged suurenenud 300 V kuni 800 V vahemikku, ehkki praegused voolud ja kaabli keerukus on jäänud mõistlikuks. Kuid mitte kõiki autokoormusi autos ei tööta nende pingetega, kus tuleb alalisvoolu-DC muundur. See mitmeotstarbeline komponent, mida mõnikord nimetatakse lisandmooduliks (APM), võib leida igast elektri- või hübriidsõidukist, mis kasutab kõrgepinge aku.
DC -DC muundurid EV -de jaoks jagunevad sageli ühte kahest kategooriast - need, mis astuvad kõrgete pingete (Buck muundurid) või sillata madala pingega lünkasid üles astudes (Boost Converters). Näiteks vastutab sõiduki peamine alalisvoolu-DC muundur pinge redutseerimise akust standardile 12 V, mida seejärel kasutavad mitmesugused süsteemid, sealhulgas esituled, pumbad ja aknamootorid. Selle muunduri kohanemisvõime muudab selle ideaalseks mitmesuguste koormusnõuete täitmiseks. Teatud stsenaariumide korral kutsutakse DC-DC muundureid käsitsema kahesuunalisi ülesandeid, hõlmates nii pinge järk-järgult üles kui ka astmelisi funktsioone, mida sageli ilmnevad kergete hübriidse seadistusega.
DC-DC muundurite tavalised tüübid EV-des
DC/DC muundurid saab tavaliselt jagada kahte põhikategooriasse:
Muundurid ilma isolatsioonita
Selline muundur langeb kasutusele siis, kui on vaja muuta pinget suhteliselt väikese teguri võrra (tavaliselt alla 4: 1) ja kui sisendi ja väljundi vahelise dielektrilise isolatsiooni nõue pole. Selles rühmas on viis peamist muunduritüüpi: Buck, Boost, Buck-Boost, CUK ja laengupumba muundurid. Buck-Boost ja CUK muundurid võivad täita nii pingeid ja suurendada ülesandeid. Teisest küljest sobib laengupumba muundur pinge suurendamiseks või selle ümberpööramiseks, ehkki seda kasutatakse tavaliselt madalama energiatarbega.
Muundurid isolatsiooniga
Selles muundurite kategoorias kasutatakse tavaliselt kõrgsageduslikku trafo. Olukorrad, kus isoleeritud muundurite väljund- ja sisendkõne vahel on vaja täielikku isolatsiooni. Selles rühmas on arvukalt muunduritüüpe, sealhulgas poolsilla, täispind, kärbse-, ettepoole ja tõukejõu DC/DC muundurid. Kõik need muundurid pakuvad kahesuunalise olemise eelist ja on võimelised saavutama kõrgepinge languse või suurendama suhteid.
Tegurid, mida tuleks DC-DC muunduri kujundamisel EV jaoks kujundada
DC-DC muunduri valimisel EV jaoks on mitu tegurit, mida tuleks kaaluda. Üks oluline tegur on elektriülekande võime, kuna muundur peaks suutma pakkuda usaldusväärset ja kiiret energiat. Tõhusus on veel üks oluline tegur, kuna muundur peaks suutma energiaallikate ja EV vahel jõudu tõhusalt teisendada ja üle kanda. Samuti on oluline komponentide ja komponentide arvu arv, kuna madala komponendi arv võib viia kompaktsema ja kulutõhusa muundurini. Lisaks peaks muundur suutma hakkama saada suure võimsusega ja suure voolu tasemega, muutes selle sobivaks praktilisteks EV-rakendusteks. Lõpuks tuleks muunduri nõuetekohase toimimise ja toimimise tagamiseks kaaluda juhtimissüsteemi rakendamist ja juhtimisstrateegia valikut.
DC-DC muundurite eelised EV-de jaoks
Kohandatavad DC-DC muundurid pakuvad tõhusat energia muundamist ja saavad käsitleda kaasaegsete energiasüsteemide piiranguid.
Paljud sõidukite abistamissüsteemid ja komponendid on loodud tööks standardsel autopinge tasemel (nt 12 V). Kuna EV-d kasutavad sageli kõrgemapinge akusüsteeme, tagavad DC-DC muundurid ühilduvuse, pakkudes nende komponentide jaoks vajalikke pingetasemeid.
Kahesuunalised muundurid sobivad madala pingega rakenduste jaoks ja võivad taastuvenergiat tõhusalt kanda, kuid madala võimenduse tõttu ei pruugi need olla sobivad kõrgepingerakenduste jaoks.
Kahesuunalised muundurid aitavad ka sellistes rakendustes nagu regeneratiivpidurdus, kus pidurdamise ajal tekitatud energiat saab ümber kujundada kasutatavaks energiaks ja säilitada põhiaku.
Isoleeritud DC-DC muundurid pakuvad EVS-is olulist ohutusfunktsiooni. Need loovad tõkke kõrgepinge komponentide, näiteks veojõu aku ja madalapingesüsteemide vahel.