Какво е вградено и извънбордово зарядно устройство?

Накратко, вграденото зарядно устройство преобразува променлив ток от мрежата в постоянен ток, който след това се използва за зареждане на батерията. Използва се винаги, когато електрическа кола е включена в електрически контакт. Използва се и когато електрическа кола се зарежда сама.

Захранващ блок

Това изобретение се състои от захранващ блок, който осигурява бордови и външни зарядни устройства с мощност, която е подходяща за напрежението на батерията на автомобила. Устройството има двойно ниво на програмируемост, което му позволява да поеме пълния диапазон от стекови напрежения. Състои се от три основни компонента: захранващ блок, фланцов вход и захранващ кабел.

Вградените зарядни устройства са с по-малък размер и нисък профил. Те са проектирани да осигурят по-бавно зареждане от външно зарядно устройство и могат да включват защита от електромагнитни смущения и малки забавяния на разпространението. Тези зарядни устройства могат да се използват и в автомобили с PHEV и батерии и са съвместими със станции за зареждане.

Измервателна система

За да се уверите, че бордовото или извънбордовото зарядно устройство е ефективно, трябва да се измери енергийната ефективност. Предложената система за измерване трябва да включва цифров интерфейс за отчитане за анализ на изходната енергия и фактора на мощността. В допълнение, той трябва да включва и допълнителен анализатор на мощността от страната на входа за променлив ток за изчисляване на входната енергия и фактора на мощността. Това е от съществено значение за калибрирането на енергийната метрология.

Системата за измерване на бордови и извънбордови зарядни устройства се състои от високоскоростен AD конвертор, който може да извършва множество измервания едновременно. В допълнение към това, получените данни трябва да бъдат предавани във всяка итерация. Това е труден проблем за DSP, така че FPGA е предпочитаният вариант.

Контролни контури

Контролните вериги между бордовите и външните PEV зарядни устройства позволяват и на двете устройства да работят с високо ниво на ефективност. За разлика от традиционните инвертори, които имат един контролен контур, PEV зарядните устройства могат да работят в множество режими. Например, те могат да осигурят вградено захранване, докато външното захранване не е налично. Извънбордовите зарядни устройства също имат предимството да включват PV интеграция. Те използват двустепенна, четирикрака инверторна топология за динамично управление на потока на реална и реактивна мощност и тока на зареждане и разреждане на батерията PEV. Това гарантира работа с четири реактивни квадранта, високостабилни реакции и постоянна производителност. В допълнение, производството на фотоволтаична енергия е безпроблемно интегрирано в зарядната станция и регулирано за различни условия на околната среда.

Вградената система за зареждане може да подобри безопасността на автомобила и оперативните разходи чрез намаляване на времето за презареждане на батерията. Тук някой изследва технологията, използвана за внедряване на бордови зарядни устройства в хибридни и електрически превозни средства. Жизнеспособността на електрическото превозно средство (EV) зависи от способността му да зарежда батериите си бързо. Времето за зареждане често е толкова трудно, колкото и ограниченията на обхвата. Двата основни типа архитектури за зареждане са извънбордови бързи DC зарядни станции и бордови системи за зареждане.

Галванична изолация

Галваничната изолация е критична мярка за безопасност в процеса на зареждане. Без тази мярка електрическата система на превозното средство може да се сблъска с опасни заземителни контури, което може да доведе до шум и опасения за безопасността. Освен това токовете, протичащи през акумулаторната система на електрическо превозно средство, могат да бъдат потенциално смъртоносни за хората.

За да отговори на тези изисквания, бордовото зарядно устройство трябва да може да променя изходното постоянно напрежение и нивото на тока. Също така е от съществено значение тези компоненти да бъдат защитени от пренапрежение и ниско напрежение, а правилно функциониращата система трябва да гарантира наблюдение на напрежението.

цена

В електрически превозни средства цената на бордовото и извънбордовото зарядно устройство варира в зависимост от капацитета и качеството на бордовото зарядно устройство. Извънбордовите зарядни устройства са по-скъпи, но също така изискват повече мощност и може да изискват специална инсталация. Освен това тяхната цена на kW може да варира значително. Следователно е трудно да се предскаже оптималната мощност.

За да оценим съотношението цена-полза на вградените и извънбордовите зарядни устройства, използвахме метод за оптимизация с една цел. В този процес ние определихме оптималната мощност за вградено зарядно устройство и капацитет на батерията. Целта на оптимизацията е да се сведат до минимум разходите за зареждане през целия живот на автомобила.

Размер

Има няколко основни разлики между вградените и извънбордовите зарядни устройства. Вграденото зарядно устройство е по-малко и преобразува тока с по-бавна скорост, докато външното зарядно устройство е по-голямо и може да се справи с по-високи токове. Двата типа зарядни устройства се произвеждат от повечето производители на EV компоненти, но техните скорости на преобразуване варират значително. Бордовото зарядно също е по-тежко и заема повече място в колата.