Що таке бортовий і зовнішній зарядний пристрій?

Коротше кажучи, вбудований зарядний пристрій перетворює змінний струм від мережі на постійний, який потім використовується для зарядки акумулятора. Він використовується щоразу, коли електромобіль під’єднується до розетки змінного струму. Він також використовується, коли електромобіль сам заряджається.

Блок живлення

Цей винахід складається з блоку живлення, який забезпечує бортові та позабортові зарядні пристрої з потужністю, що відповідає напрузі акумулятора автомобіля. Пристрій має подвійний рівень програмування, що дозволяє йому вмістити повний діапазон напруг стека. Він складається з трьох основних компонентів: блоку живлення, фланцевого входу та шнура живлення.

Бортові зарядні пристрої менші за розміром і мають низький профіль. Вони розроблені для забезпечення повільнішої зарядки, ніж автономний зарядний пристрій, і можуть мати захист від електромагнітних перешкод і невеликі затримки поширення. Ці зарядні пристрої також можна використовувати в транспортних засобах PHEV і акумуляторах, і вони сумісні із зарядними станціями.

Система вимірювання

Щоб переконатися, що бортовий або зовнішній зарядний пристрій ефективний, необхідно виміряти енергоефективність. Запропонована система вимірювання повинна включати цифровий інтерфейс зчитування для аналізу вихідної енергії та коефіцієнта потужності. Крім того, він також повинен містити додатковий аналізатор потужності на стороні входу змінного струму для розрахунку вхідної енергії та коефіцієнта потужності. Це важливо для енергетичної метрології калібрування.

Система вимірювання для зовнішніх і бортових зарядних пристроїв складається з високошвидкісного перетворювача AD, який може виконувати кілька вимірювань одночасно. На додаток до цього, отримані дані повинні передаватися в кожну ітерацію. Це складна проблема для DSP, тому FPGA є кращим варіантом.

Контури керування

Контури керування між бортовими та зовнішніми зарядними пристроями PEV дозволяють обом пристроям працювати з високим рівнем ефективності. На відміну від традиційних інверторів, які мають єдиний контур керування, зарядні пристрої PEV можуть працювати в кількох режимах. Наприклад, вони можуть забезпечити вбудоване живлення, тоді як зовнішнє живлення недоступне. Перевага зовнішніх зарядних пристроїв також полягає в інтеграції PV. Вони використовують дворівневу чотирилапу інверторну топологію для динамічного керування потоком реальної та реактивної потужності та струмом зарядки та розрядки батареї PEV. Це забезпечує роботу з чотирма реактивними квадрантами, високу стабільність відгуків і стабільну продуктивність. Крім того, генерація фотоелектричної енергії повністю інтегрована в зарядну станцію та регулюється для різних умов навколишнього середовища.

Бортова система зарядки може підвищити безпеку автомобіля та експлуатаційні витрати за рахунок скорочення часу перезарядки акумуляторної батареї. Тут хтось досліджує технологію, яка використовується для впровадження бортових зарядних пристроїв у гібридних та електричних автомобілях. Життєздатність електромобіля (EV) залежить від його здатності швидко заряджати акумулятори. Час зарядки часто є таким же вузьким місцем, як і обмеження діапазону. Два основних типи зарядних архітектур — це зовнішні станції швидкої зарядки постійного струму та бортові системи зарядки.

Гальванічна розв'язка

Гальванічна ізоляція є критично важливим заходом безпеки в процесі заряджання. Без цього заходу електрична система автомобіля може зіткнутися з небезпечними петлями заземлення, що може призвести до шуму та проблем із безпекою. Крім того, струми, що протікають через акумуляторну систему електромобіля, можуть бути потенційно смертельними для людей.

Щоб відповідати цим вимогам, бортовий зарядний пристрій повинен мати можливість змінювати вихідну напругу постійного струму та рівень струму. Також важливо захистити ці компоненти від перенапруги та зниженої напруги, а належно функціонуюча система повинна забезпечувати моніторинг напруги.

Вартість

В електромобілів вартість бортового та позабортового зарядного пристрою різниться залежно від ємності та якості бортового зарядного пристрою. Зовнішні зарядні пристрої дорожчі, але вимагають більше енергії та можуть потребувати спеціального встановлення. Причому їх вартість за кВт може коливатися в широких межах. Тому важко передбачити оптимальну потужність.

Щоб оцінити співвідношення витрат і переваг бортових і зовнішніх зарядних пристроїв, ми використали метод оптимізації з єдиною метою. У цьому процесі ми визначили оптимальну потужність бортового зарядного пристрою та ємність акумулятора. Метою оптимізації є мінімізація витрат на зарядку протягом усього терміну служби автомобіля.

Розмір

Є кілька ключових відмінностей між бортовими та зовнішніми зарядними пристроями. Бортовий зарядний пристрій менший і перетворює струм з нижчою швидкістю, тоді як зовнішній зарядний пристрій більший і може працювати з вищими струмами. Більшість виробників компонентів для електромобілів виготовляють ці два типи зарядних пристроїв, але швидкість їх перетворення значно відрізняється. Бортовий зарядний пристрій також важчий і займає більше місця в автомобілі.