Giải thích chi tiết về DC/DC trong xe điện
Xe điện (EV) được trang bị pin lithium-ion điện áp cao lớn và pin axit chì điện áp thấp được sử dụng trong động cơ xe. Cả hai loại pin đều cần được sạc, pin lithium-ion cần được sạc tại các trạm sạc và pin axit chì cần được sạc từ pin lithium-ion. Hiện nay, thiết bị chuyển đổi nguồn điện một chiều nhất định thành nguồn điện một chiều khác là bộ chuyển đổi DC/DC. Chúng tôi sẽ giải thích các chức năng và cấu hình hệ thống của bộ chuyển đổi DC/DC.
Bộ chuyển đổi DC/DC là gì?
Tổng quan về bộ chuyển đổi DC/DC
Tất cả các thiết bị EV đều dựa vào điện để hoạt động. Động cơ truyền động, v.v. hoạt động dựa vào nguồn điện của pin lithium-ion lớn/điện áp cao và nhiều thiết bị tích hợp khác (ECU, camera, đèn, v.v.) hoạt động dựa vào nguồn điện của pin axit chì điện áp thấp để hoạt động. Nếu pin axit chì không được sạc, nó sẽ hết điện nên cần được sạc từ pin lithium-ion. Trong số đó, thiết bị chuyển đổi nguồn điện một chiều cao áp thành nguồn điện một chiều hạ áp là bộ chuyển đổi DC/DC. Bằng cách chuyển đổi sang điện áp thấp, nhiều thiết bị trên xe điện khác nhau có thể hoạt động ở điện áp thích hợp.
Sử dụng khác nhau của điện áp cao và điện áp thấp
- Công dụng của điện áp cao
Để vận hành động cơ truyền động, cần có điện áp cao. Vì động cơ đòi hỏi công suất cao nên nếu cố gắng hoạt động ở điện áp thấp, dòng điện lớn sẽ được tạo ra, dẫn đến tổn thất trong mạch tăng lên và hiệu suất chuyển đổi kém. Để nâng cao hiệu quả, cần có điện áp cao (400V trở lên) để triệt tiêu dòng điện.
- Công dụng của điện áp thấp
Điện áp thấp được sử dụng cho các thiết bị không liên quan đến động cơ dẫn động (các thiết bị khác nhau trong ô tô và đèn pha, v.v.). Ngoài ra, ngay cả đối với thiết bị có điện áp cao, mạch điều khiển bên trong vẫn hoạt động ở điện áp thấp. Vì vậy, một bộ chuyển đổi DC/DC có chức năng chuyển đổi từ điện áp cao sang điện áp thấp là rất cần thiết.
Về cấu trúc mạch của bộ chuyển đổi DC/DC
Cấu trúc tổng thể
- Phát hiện điện áp (phía đầu vào): Đo điện áp đầu vào từ pin lithium-ion
- Bộ lọc nhiễu (phía đầu vào): Loại bỏ nhiễu bằng tụ điện và cuộn dây
- Mạch chuyển đổi điện áp: Chuyển đổi điện áp bằng cách chuyển mạch qua biến áp cách điện và FET
- Bộ lọc nhiễu (phía đầu ra): Loại bỏ nhiễu bằng tụ điện và cuộn dây
- Phát hiện điện áp (phía đầu ra): Đo điện áp đầu ra
- Mạch điều khiển: Mạch chuyển đổi điều khiển, v.v.
- Bộ chuyển đổi DC/DC: Cấp nguồn cho mạch điều khiển
- Mạch truyền thông: Mạch truyền thông với bên ngoài
Trên xe điện, hầu hết các thiết bị trên xe không phải là động cơ đều hoạt động ở điện áp thấp hơn nhiều so với điện áp nguồn chính của xe. Trong số đó, thiết bị chuyển đổi đầu ra DC điện áp cao của pin lithium-ion thành DC điện áp thấp là bộ chuyển đổi DC/DC. Trong tương lai, khi số lượng xe điện tăng lên, số lượng bộ chuyển đổi DC/DC được lắp đặt cũng sẽ tăng lên.
Ngoài ra, khi các thiết bị khác nhau ngày càng được điện khí hóa và mạnh mẽ hơn, thì cũng cần phải theo đuổi các bộ chuyển đổi DC/DC có công suất cao hơn. Trong tương lai, mọi người sẽ đưa ra các yêu cầu về hiệu suất cao hơn đối với các linh kiện điện tử ô tô, chẳng hạn như điện áp cao (điện áp chịu được cao), dòng điện lớn, tổn thất thấp, khả năng chịu nhiệt cao và thu nhỏ.
