Berfikir kembali pada hari -hari ketika semikonduktor tidak biasa, ketika kesukaran semakin meningkatDCVoltan untuk inisiatif kuasa rendah. Satu siri litar penggetar ditukarDC ke AC, dan kemudian transformer step-up digunakan untuk meningkatkan voltan. Litar penerus adalah sempadan akhir kerana ia membolehkan penukaran DC. Set penjana motor dibawa masuk untuk keadaan berkuasa tinggi, dengan tindakan motor berputar penjana untuk menyediakan voltan beban yang diperlukan.
Walaupun strategi ini berjaya, mereka mahal dan tidak cekap, namun mereka tetap popular kerana ketiadaan pilihan lain. Dengan kemunculan semikonduktor kuasa dan litar bersepadu, bekalan kuasa DC berasaskan pengubah yang menggunakan input AC frekuensi tinggi untuk memodulasi voltan telah muncul sebagai pemenang yang jelas dalam aplikasi kenderaan elektrik (EV). Pengarah digunakan untuk menukar kuasa AC kembali ke DC, menjadikan peraturan voltan dinamik mungkin.
Mengapa EVS Memerlukan Penukar DC-DC
Untuk memenuhi peningkatan keperluan kuasa EV dan kenderaan hibrid, voltan bateri telah meningkat kepada julat 300 V hingga 800 V, walaupun aliran semasa dan kerumitan kabel tetap munasabah. Walau bagaimanapun, tidak semua beban elektrik dalam kerja kereta pada voltan ini, di mana penukar DC-DC masuk. Komponen pelbagai guna ini, yang kadang-kadang disebut sebagai modul kuasa tambahan (APM), boleh didapati di mana-mana kenderaan elektrik atau hibrid yang menggunakan bateri voltan tinggi.
Penukar DC -DC untuk EV sering jatuh ke dalam satu daripada dua kategori - yang melangkah ke bawah voltan tinggi (penukar buck) atau jambatan jurang voltan rendah dengan melangkah (meningkatkan penukar). Sebagai contoh, penukar DC-DC utama kenderaan bertanggungjawab untuk mengurangkan voltan dari bateri ke standard 12 V, yang kemudiannya digunakan oleh pelbagai sistem, termasuk lampu, pam dan motor tingkap. Kesesuaian penukar ini menjadikannya sesuai untuk memenuhi pelbagai keperluan beban. Dalam senario tertentu, penukar DC-DC dipanggil untuk mengendalikan tugas-tugas dua arah, yang merangkumi kedua-dua langkah langkah-langkah voltan dan langkah ke bawah, yang sering ditemui dalam persediaan hibrid ringan.
Jenis biasa penukar DC-DC di EVS
Penukar DC/DC boleh diklasifikasikan kepada dua kategori utama:
Penukar tanpa pengasingan
Penukar jenis ini jatuh ke dalam penggunaan apabila terdapat keperluan untuk menukar voltan dengan faktor yang agak kecil (biasanya kurang daripada 4: 1), dan apabila tidak ada keperluan untuk pengasingan dielektrik antara input dan output. Di dalam kumpulan ini, terdapat lima jenis penukar utama: Buck, Boost, Buck-Boost, CUK dan Caj Pump Converters. Penukar Buck-Boost dan CUK boleh melakukan kedua-dua voltan berkurangan dan meningkatkan tugas. Sebaliknya, penukar caj pump adalah sesuai untuk meningkatkan voltan atau membalikkannya, walaupun ia biasanya digunakan untuk aplikasi kuasa yang lebih rendah.
Penukar dengan pengasingan
Dalam kategori penukar ini, pengubah frekuensi tinggi biasanya digunakan. Situasi di mana pengasingan lengkap diperlukan antara output dan panggilan input untuk penukar terpencil. Banyak jenis penukar wujud dalam kumpulan ini, termasuk setengah jambatan, jambatan penuh, back-back, ke hadapan dan penukar DC/DC. Semua penukar ini menawarkan kelebihan menjadi bidirectional dan mampu mencapai penurunan voltan tinggi atau meningkatkan nisbah.
Faktor yang perlu dipertimbangkan ketika merancang penukar DC-DC untuk EV
Apabila memilih penukar DC-DC untuk EV, terdapat beberapa faktor yang perlu dipertimbangkan. Salah satu faktor penting ialah keupayaan pemindahan kuasa, kerana penukar harus dapat menyediakan pemindahan tenaga yang boleh dipercayai dan cepat. Kecekapan adalah satu lagi faktor penting, kerana penukar harus dapat menukar dan memindahkan kuasa dengan cekap antara sumber tenaga dan EV. Bilangan komponen dan kiraan komponen juga penting, kerana kiraan komponen yang rendah boleh membawa kepada penukar yang lebih padat dan kos efektif. Di samping itu, penukar harus dapat mengendalikan tahap kuasa tinggi dan tinggi, menjadikannya sesuai untuk aplikasi EV praktikal. Akhirnya, pelaksanaan sistem kawalan dan pilihan strategi kawalan harus dipertimbangkan untuk memastikan operasi dan prestasi penukar yang betul.
Kelebihan penukar DC-DC untuk EVS
Penukar DC-DC yang boleh disesuaikan menawarkan penukaran tenaga yang cekap dan dapat menangani batasan sistem tenaga moden.
Banyak sistem bantu dan komponen dalam kenderaan direka untuk beroperasi pada tahap voltan automotif standard (contohnya, 12 V). Oleh kerana EV sering menggunakan sistem bateri voltan yang lebih tinggi, penukar DC-DC memastikan keserasian dengan menyediakan tahap voltan yang diperlukan untuk komponen ini.
Penukar dua arah sesuai untuk aplikasi voltan rendah dan boleh memindahkan tenaga boleh diperbaharui dengan cekap, tetapi mereka mungkin tidak sesuai untuk aplikasi voltan tinggi kerana keuntungan yang rendah.
Penukar dua arah juga membantu dalam aplikasi seperti brek regeneratif, di mana tenaga yang dihasilkan semasa brek boleh ditukar kembali ke tenaga yang boleh digunakan dan disimpan dalam bateri utama.
Penukar DC-DC terisolasi menyediakan ciri keselamatan penting dalam EVS. Mereka membuat halangan antara komponen voltan tinggi, seperti bateri daya tarikan, dan sistem voltan rendah.