Ausführliche Erklärung von DC/DC in Elektrofahrzeugen
Elektrofahrzeuge (EVs) sind mit großen Hochspannungs-Lithium-Ionen-Batterien und Niederspannungs-Blei-Säure-Batterien ausgestattet, die in Motorfahrzeugen verwendet werden. Beide Akkus müssen geladen werden, Lithium-Ionen-Akkus müssen an Ladestationen aufgeladen werden und Blei-Säure-Akkus müssen über Lithium-Ionen-Akkus geladen werden. Derzeit ist das Gerät, das eine bestimmte Gleichstromleistung in eine andere Gleichstromleistung umwandelt, ein DC/DC-Wandler. Wir erklären die Funktionen und Systemkonfiguration von DC/DC-Wandlern.
Was ist ein DC/DC-Wandler?
Übersicht DC/DC-Wandler
Alle Elektrofahrzeuge sind zum Betrieb auf Strom angewiesen. Der Antriebsmotor usw. ist für den Betrieb auf die Leistung von großen/Hochspannungs-Lithium-Ionen-Batterien angewiesen, und viele andere Bordgeräte (ECU, Kameras, Lichter usw.) sind auf die Leistung von Niederspannungs-Blei-Säure-Batterien angewiesen zu betreiben. Wenn der Blei-Säure-Akku nicht aufgeladen ist, geht ihm die Energie aus, sodass er über den Lithium-Ionen-Akku aufgeladen werden muss. Unter diesen ist das Gerät, das Hochspannungs-Gleichstrom in Niederspannungs-Gleichstrom umwandelt, ein DC/DC-Wandler. Durch die Umstellung auf Niederspannung können verschiedene Bordgeräte von Elektrofahrzeugen mit einer geeigneten Spannung betrieben werden.
Unterschiedliche Verwendung von Hochspannung und Niederspannung
- Verwendung von Hochspannung
Zum Betrieb des Antriebsmotors ist Hochspannung erforderlich. Da der Motor eine hohe Leistung benötigt, wird beim Versuch, ihn mit niedriger Spannung zu betreiben, ein großer Strom erzeugt, was zu erhöhten Verlusten im Stromkreis und einer schlechten Umwandlungseffizienz führt. Um den Wirkungsgrad zu verbessern, ist Hochspannung (400 V oder mehr) erforderlich, um den Strom zu unterdrücken.
- Verwendung von Niederspannung
Niederspannung wird für andere Geräte als die des Antriebsmotors verwendet (verschiedene Geräte im Auto und Scheinwerfer usw.). Darüber hinaus arbeitet der interne Steuerkreis auch bei Hochspannungsgeräten mit niedriger Spannung. Daher ist ein DC/DC-Wandler, der Hochspannung in Niederspannung umwandelt, unerlässlich.
Über den Schaltungsaufbau des DC/DC-Wandlers
Gesamtstruktur
- Spannungserkennung (Eingangsseite): Misst die Eingangsspannung der Lithium-Ionen-Batterie
- Rauschfilter (Eingangsseite): Entfernt Rauschen mithilfe von Kondensatoren und Spulen
- Spannungsumwandlungsschaltung: Wandelt Spannung durch Schalten über Isolationstransformatoren und FETs um
- Rauschfilter (Ausgangsseite): Entfernt Rauschen mithilfe von Kondensatoren und Spulen
- Spannungserkennung (Ausgangsseite): Misst die Ausgangsspannung
- Steuerkreis: Steuert den Umwandlungskreis usw.
- DC/DC-Wandler: Versorgt den Steuerkreis mit Strom
- Kommunikationskreis: Kommunikationskreis mit der Außenwelt
Bei Elektrofahrzeugen arbeiten die meisten Bordgeräte außer dem Motor mit einer Spannung, die viel niedriger ist als die Hauptstromversorgungsspannung des Fahrzeugs. Unter ihnen ist das Gerät, das den Hochspannungs-Gleichstromausgang der Lithium-Ionen-Batterie in Niederspannungs-Gleichstrom umwandelt, der DC/DC-Wandler. Mit zunehmender Anzahl an Elektrofahrzeugen wird in Zukunft auch die Anzahl der installierten DC/DC-Wandler zunehmen.
Da verschiedene Geräte zunehmend elektrifiziert und leistungsfähiger werden, ist es außerdem notwendig, eine höhere Leistung von DC/DC-Wandlern anzustreben. In Zukunft werden höhere Leistungsanforderungen an elektronische Automobilkomponenten gestellt, wie z. B. Hochspannung (hohe Spannungsfestigkeit), großer Strom, geringer Verlust, hohe Wärmebeständigkeit und Miniaturisierung.
