מהו מטען מובנה ומחוץ למטוס?

בקיצור, מטען מובנה ממיר מתח AC מהרשת למתח DC, המשמש לאחר מכן לטעינת הסוללה. הוא משמש בכל פעם שמכונית חשמלית מחוברת לשקע AC. הוא משמש גם כאשר מכונית חשמלית נטענת את עצמה.

יחידת אספקת חשמל

המצאה זו מורכבת מיחידת אספקת חשמל המספקת למטענים המשולבים ומחוצה לו כוח המתאים למתח המצבר ברכב. ליחידה יש ​​רמה כפולה של תכנות המאפשרת לה להכיל את כל טווח מתחי המחסנית. הוא מורכב משלושה מרכיבים בסיסיים: יחידת אספקת חשמל, כניסת אוגן וכבל חשמל.

המטענים המשולבים הם קטנים יותר בגודלם ובעלי פרופיל נמוך. הם מתוכננים לספק טעינה איטית יותר מאשר מטען מחוץ ללוח ועשויים לכלול הגנת EMI ועיכובי התפשטות קטנים. מטענים אלה יכולים לשמש גם ברכבים המונעים על ידי PHEV וסוללות, והם תואמים לתחנות טעינה.

מערכת מדידה

על מנת לוודא שמטען מובנה או מחוצה לו יעיל, יש למדוד את יעילות האנרגיה. מערכת המדידה המוצעת צריכה לכלול ממשק קריאה דיגיטלית לניתוח אנרגיית המוצא ומקדם ההספק. בנוסף, הוא צריך לכלול גם מנתח הספק נוסף בצד קלט AC כדי לחשב את אנרגיית הכניסה ומקדם ההספק. זה חיוני לכיול מטרולוגי אנרגיה.

מערכת המדידה למטענים מחוץ למטוס ולמטענים מורכבת מממיר AD מהיר שיכול לבצע מספר מדידות בו זמנית. בנוסף לכך, יש להזרים את הנתונים הנרכשים לכל איטרציה. זו בעיה קשה עבור DSP, ולכן FPGA היא האפשרות המועדפת.

לולאות בקרה

לולאות בקרה בין מטעני PEV מובנה לחוץ מאפשרות לשני המכשירים לפעול ברמת יעילות גבוהה. בניגוד לממירים מסורתיים, שיש להם לולאת בקרה אחת, מטעני PEV יכולים לפעול במספר מצבים. לדוגמה, הם יכולים לספק חשמל על הלוח בעוד חשמל מחוץ ללוח אינו זמין. למטענים מחוץ למטוס יש גם יתרון בשילוב שילוב PV. הם משתמשים בטופולוגיית מהפך דו-מפלסית בעלת ארבע רגליים כדי לשלוט באופן דינמי על זרימת הכוח האמיתית והתגובתית ועל זרם הטעינה והפריקה של סוללת PEV. זה מבטיח פעולת ארבע ריאקטיביות, תגובות יציבות גבוהות וביצועים עקביים. בנוסף, ייצור חשמל PV משולב בצורה חלקה בתחנת הטעינה ומווסת לתנאי סביבה שונים.

מערכת טעינה מובנית יכולה לשפר את בטיחות הרכב ואת עלויות התפעול על ידי הפחתת זמני הטעינה של ערכת הסוללות. כאן, מישהו בוחן את הטכנולוגיה המשמשת ליישום מטענים על הסיפון ברכבים היברידיים וחשמליים. הכדאיות של רכב חשמלי (EV) תלויה ביכולתו לטעון את ערכות הסוללות שלו במהירות. זמני הטעינה הם לרוב צוואר בקבוק כמו מגבלות טווח. שני הסוגים העיקריים של ארכיטקטורות טעינה הם תחנות טעינה DC מהירות ומערכות טעינה מובנית.

בידוד גלווני

בידוד גלווני הוא אמצעי בטיחות קריטי בתהליך הטעינה. ללא אמצעי זה, מערכת החשמל של הרכב עלולה להיתקל בלולאות הארקה מסוכנות, מה שעלול להוביל לרעש ולחששות בטיחותיים. יתר על כן, זרמים הזורמים דרך מערכת הסוללות של רכב חשמלי עלולים להיות קטלניים עבור בני אדם.

כדי לעמוד בדרישות אלו, המטען המובנה חייב להיות מסוגל לשנות את פלט מתח ה-DC ואת רמת הזרם. חיוני גם להגן על רכיבים אלה מפני מתח יתר ותת-מתח, ומערכת מתפקדת כהלכה צריכה להבטיח ניטור מתח.

עֲלוּת

ברכב חשמלי, עלות המטען המשולב והחוץ משתנה בהתאם לקיבולת ואיכות המטען המשולב. מטענים מחוץ למטוס הם יקרים יותר אך גם דורשים יותר חשמל ועשויים לדרוש התקנה מיוחדת. יתר על כן, העלות שלהם ל-kW עשויה להשתנות מאוד. לפיכך, קשה לחזות את קצב ההספק האופטימלי.

כדי להעריך את יחסי העלות-תועלת של מטענים מובנים ומחוץ למטוס, השתמשנו בשיטת אופטימיזציה חד-אובייקטיבית. בתהליך זה, קבענו את דירוג ההספק האופטימלי עבור מטען מובנה וקיבולת סוללה. מטרת האופטימיזציה היא למזער את עלות הטעינה לאורך חיי הרכב.

גודל

ישנם כמה הבדלים עיקריים בין מטענים משולבים למטענים מחוץ למטוס. מטען מובנה קטן יותר וממיר זרם בקצב איטי יותר, ואילו מטען מחוץ למטוס גדול יותר ויכול להתמודד עם זרמים גבוהים יותר. שני סוגי המטענים מיוצרים על ידי רוב יצרני רכיבי EV, אך מהירויות ההמרה שלהם משתנות באופן משמעותי. מטען מובנה הוא גם כבד יותר ותופס יותר מקום במכונית.