Co je palubní a externí nabíječka?
Stručně řečeno, palubní nabíječka přeměňuje střídavý proud ze sítě na stejnosměrný proud, který se pak používá k nabíjení baterie. Používá se vždy, když je elektrický vůz zapojen do elektrické zásuvky. Používá se také, když se elektromobil sám nabíjí.
 | Napájecí jednotka |
Tento vynález se skládá z napájecí jednotky, která poskytuje palubním a externím nabíječkám energii, která je vhodná pro napětí baterie vozidla. Jednotka má dvojí úroveň programování, která jí umožňuje přizpůsobit se plnému rozsahu napětí zásobníku. Skládá se ze tří základních součástí: napájecího zdroje, přírubového vstupu a napájecího kabelu.
Palubní nabíječky jsou menší velikosti a mají nízký profil. Jsou navrženy tak, aby poskytovaly pomalejší nabíjení než externí nabíječka a mohou obsahovat ochranu proti EMI a malé zpoždění šíření. Tyto nabíječky lze také použít ve vozidlech PHEV a akumulátorech a jsou kompatibilní s nabíjecími stanicemi.
| Měřící systém |
Aby bylo zajištěno, že palubní nebo externí nabíječka je účinná, je třeba měřit energetickou účinnost. Navrhovaný měřicí systém by měl obsahovat digitální čtecí rozhraní pro analýzu výstupní energie a účiníku. Kromě toho by měl také obsahovat další analyzátor výkonu na straně vstupu AC pro výpočet vstupní energie a účiníku. To je nezbytné pro kalibraci energetické metrologie.
Měřicí systém pro offboard a palubní nabíječky se skládá z vysokorychlostního AD převodníku, který dokáže provádět více měření současně. Kromě toho musí být získaná data streamována do každé iterace. Pro DSP je to obtížný problém, takže preferovanou možností je FPGA.
| Řídicí smyčky |
Řídicí smyčky mezi palubními a externími nabíječkami PEV umožňují oběma zařízením pracovat na vysoké úrovni účinnosti. Na rozdíl od tradičních invertorů, které mají jedinou regulační smyčku, mohou nabíječky PEV pracovat ve více režimech. Mohou například poskytovat palubní napájení, zatímco napájení mimo palubu není k dispozici. Offboard nabíječky mají také tu výhodu, že zahrnují integraci PV. Používají dvouúrovňovou čtyřnohou invertorovou topologii k dynamickému řízení toku skutečného a jalového výkonu a nabíjecího a vybíjecího proudu baterie PEV. To zajišťuje čtyř-reaktivní kvadrantový provoz, vysoce stabilní odezvy a konzistentní výkon. Kromě toho je výroba FV energie hladce integrována do nabíjecí stanice a regulována pro různé podmínky prostředí.
Palubní nabíjecí systém může zlepšit bezpečnost vozidla a provozní náklady tím, že zkrátí dobu nabíjení baterie. Tady někdo zkoumá technologii používanou k implementaci palubních nabíječek v hybridních a elektrických vozidlech. Životaschopnost elektrického vozidla (EV) závisí na jeho schopnosti rychle nabíjet své baterie. Doby nabíjení jsou často stejně úzkým hrdlem jako limity dojezdu. Dva primární typy nabíjecích architektur jsou externí rychlé DC nabíjecí stanice a palubní nabíjecí systémy.
| Galvanická izolace |
Galvanické oddělení je kritickým bezpečnostním opatřením v procesu nabíjení. Bez tohoto opatření by se elektrický systém vozidla mohl setkat s nebezpečnými zemními smyčkami, což může vést k hluku a obavám o bezpečnost. Navíc proudy protékající bateriovým systémem elektrického vozidla mohou být pro člověka potenciálně smrtelné.
Aby byly splněny tyto požadavky, musí být palubní nabíječka schopna měnit výstupní stejnosměrné napětí a úroveň proudu. Je také nezbytné chránit tyto součásti před přepětím a podpětím a správně fungující systém by měl zajistit monitorování napětí.
| Náklady |
U elektrického vozidla se náklady na palubní a externí nabíječku liší v závislosti na kapacitě a kvalitě palubní nabíječky. Offboard nabíječky jsou dražší, ale také vyžadují více energie a mohou vyžadovat speciální instalaci. Navíc se jejich náklady na kW mohou značně lišit. Proto je obtížné předpovědět optimální výkon.
K vyhodnocení poměru nákladů a přínosů palubních a externích nabíječek jsme použili metodu optimalizace s jedním cílem. V tomto procesu jsme určili optimální výkon pro palubní nabíječku a kapacitu baterie. Cílem optimalizace je minimalizovat náklady na nabíjení po dobu životnosti vozidla.
| Velikost |
Mezi palubními a externími nabíječkami je několik klíčových rozdílů. Palubní nabíječka je menší a převádí proud pomaleji, zatímco externí nabíječka je větší a zvládne vyšší proudy. Tyto dva typy nabíječek vyrábí většina výrobců komponent pro elektromobily, ale rychlost jejich konverze se výrazně liší. Palubní nabíječka je také těžší a zabírá více místa v autě.
