Pagalvokite apie dienas, kai puslaidininkiai nebuvo įprasti, kai sunkumai kyla didėjantDCMažos galios iniciatyvų įtampa. Vibratoriaus grandinių serija konvertuotaDC iki AC, tada įtampai padidinti buvo naudojami pakopiniai transformatoriai. Lygintuvo grandinė buvo galutinė siena, nes ji įgalino nuolatinės srovės konvertavimą. Variklio generatoriaus rinkinys buvo įvestas didelės galios sąlygoms, o variklio veiksmas sukasi generatorių, kad užtikrintų reikiamą apkrovos įtampą.
Nors šios strategijos buvo sėkmingos, jos buvo brangios ir neveiksmingos, tačiau jos išliko populiarios dėl kitų variantų nebuvimo. Atsiradus galios puslaidininkiams ir integruotoms grandinėms, „Transformer“ pagrindu sukurtas nuolatinės srovės maitinimo šaltinis, kuriame naudojamas aukšto dažnio kintamosios srovės įvestis, kad būtų galima modifikuoti įtampą, tapo aiškiu elektromobilių (EV) programose. Akcininkai buvo naudojami kintamosios srovės galiai paversti DC, todėl dinaminis įtampos reguliavimas buvo įmanomas.
Kodėl EV reikia DC-DC keitiklių
Norint patenkinti padidėjusius EV ir hibridinių transporto priemonių galios poreikius, akumuliatorių įtampa padidėjo iki 300 V iki 800 V diapazono, nors dabartiniai srautai ir kabelių sudėtingumas išliko pagrįstas. Tačiau ne visos elektros apkrovos automobilio darbe su šiomis įtampomis, kur patenka DC-DC keitiklis. Šis daugiafunkcinis komponentas, kartais vadinamas pagalbiniu galios moduliu (APM), gali būti bet kurioje elektrinėje ar hibridinėje transporto priemonėje, kuri naudoja aukštos įtampos akumuliatorių.
EVS DC -DC keitikliai dažnai patenka į vieną iš dviejų kategorijų - tų, kurios atsitraukia nuo aukštos įtampos (Buck keitikliai) arba tilto žemos įtampos tarpai, žingsniuojant aukštyn (padidinant keitiklius). Pavyzdžiui, pirminis transporto priemonės DC-DC keitiklis yra atsakingas už įtampos nuo akumuliatoriaus iki standartinio 12 V, kurį vėliau naudoja įvairios sistemos, įskaitant priekinius žibintus, siurblius ir langų variklius, sumažinimą. Dėl šio keitiklio pritaikomumo jis idealiai tinka patenkinti įvairius apkrovos reikalavimus. Tam tikrais scenarijais DC-DC keitikliai yra raginami atlikti dvikrypčių užduotis, apimančias tiek įtampos pakopos, tiek žingsnio žemyn funkcijas, dažnai susiduriančias su lengvomis hibridinėmis sąrankomis.
Įprasti DC-DC keitiklių tipai EVS
DC\/DC keitiklius paprastai galima suskirstyti į dvi pagrindines kategorijas:
Keitikliai be izoliacijos
Tokio tipo keitiklis naudojamas, kai reikia pakeisti įtampą santykinai mažu koeficientu (paprastai mažiau nei 4: 1), o kai nereikalaujama, kad dielektrinė izoliacija tarp įvesties ir išvesties. Šioje grupėje yra penki pagrindiniai keitiklių tipai: „Buck“, „Boost“, „Buck-Boost“, CUK ir įkrovos siurblių keitikliai. „Buck-Boost“ ir CUK keitikliai gali atlikti abiejų įtampų sumažėjimą ir padidinti užduotis. Kita vertus, įkrovimo siurblio keitiklis yra tinkamas arba padidinti įtampą, arba ją apversti, nors jis paprastai naudojamas mažesnėms galios naudojimui.
Keitikliai su izoliacija
Šioje keitiklių kategorijoje dažniausiai naudojamas aukšto dažnio transformatorius. Situacijos, kai reikalingas išsamus izoliavimas tarp išėjimo ir įvesties kvietimo izoliuotiems keitikliams. Šioje grupėje egzistuoja daugybė keitiklių tipų, įskaitant pusiau tiltą, pilno tiltą, „Fly-Back“, „Forward“ ir „Push-Pull DC\/DC“ keitiklius. Visi šie keitikliai suteikia pranašumą, nes yra dvikryptis ir yra pajėgūs pasiekti aukštos įtampos sumažėjimą arba padidinti santykį.
Veiksniai, į kuriuos reikia atsižvelgti kuriant DC-DC keitiklį EV
Pasirinkus DC-DC keitiklį EV, reikia atsižvelgti į keletą veiksnių. Vienas svarbus veiksnys yra galios perdavimo galimybė, nes keitiklis turėtų sugebėti užtikrinti patikimą ir greitą energijos perdavimą. Efektyvumas yra dar vienas esminis veiksnys, nes keitiklis turėtų sugebėti efektyviai konvertuoti ir perduoti energiją tarp energijos šaltinių ir EV. Komponentų ir komponentų skaičiaus skaičius taip pat yra svarbus, nes mažas komponentų skaičius gali sukelti kompaktiškesnį ir ekonomiškesnį keitiklį. Be to, keitiklis turėtų sugebėti valdyti didelės galios ir didelės srovės lygius, todėl jis yra tinkamas praktinėms EV pritaikymams. Galiausiai, norint užtikrinti tinkamą keitiklio veikimą ir veikimą, reikėtų atsižvelgti į valdymo sistemos įgyvendinimą ir pasirinkimo kontrolės strategiją.
DC-DC keitiklių pranašumai EVS
Pritaikomi DC-DC keitikliai siūlo efektyvų energijos konvertavimą ir gali atsižvelgti į šiuolaikinių energijos sistemų apribojimus.
Daugybė pagalbinių sistemų ir transporto priemonių komponentų yra skirtos naudoti standartinėje automobilių įtampos lygyje (pvz., 12 V). Kadangi EV dažnai naudoja aukštesnės įtampos akumuliatorių sistemas, DC-DC keitikliai užtikrina suderinamumą, pateikdami reikiamus šių komponentų įtampos lygius.
Konkreciniai keitikliai yra tinkami naudoti žemos įtampos taikymui ir gali efektyviai perduoti atsinaujinančią energiją, tačiau jie gali būti netinkami didelės įtampos taikymui dėl mažo padidėjimo.
Konkrečiai keitikliai taip pat padeda tokioms programoms kaip „Regenerative Stable“, kai stabdymo metu energija gali būti paverčiama energija naudojant sunaudojamą energiją ir saugomi pagrindinėje akumuliatoriuje.
Izoliuoti DC-DC keitikliai suteikia pagrindinę saugos funkciją EV. Jie sukuria barjerą tarp aukštos įtampos komponentų, tokių kaip traukos baterija ir žemos įtampos sistemos.