반도체가 일반적이지 않은 시절로 돌아가서 어려움이 증가하는 데있어DC저전력 이니셔티브의 전압. 일련의 진동기 회로가 변환되었습니다DC에서 AC그런 다음 스텝 업 변압기를 사용하여 전압을 높였습니다. 정류기 회로는 DC 변환을 가능하게하기 때문에 최종 프론티어였습니다. 모터 제너레이터 세트는 고출력 조건을 위해 가져 왔으며, 모터의 동작은 발전기를 회전시켜 필요한 하중 전압을 제공합니다.
이러한 전략은 성공적 이었지만 비싸고 비효율적 이었지만 다른 옵션이 없기 때문에 인기를 얻었습니다. 전력 반도체 및 통합 회로의 출현으로 고주파 AC 입력을 사용하여 전압을 조절하는 변압기 기반 DC 전원 공급 장치가 전기 자동차 (EV) 응용 분야의 명확한 승자로 등장했습니다. 정류기를 사용하여 AC 전력을 다시 DC로 변환하여 동적 전압 조절이 가능합니다.
EV에 DC-DC 변환기가 필요한 이유
EV 및 하이브리드 차량의 증가 된 전력 요구를 충족시키기 위해 배터리 전압은 300V에서 800V 범위로 증가했지만 현재 흐름과 케이블 복잡성은 합리적으로 유지되었습니다. 그러나 DC-DC 컨버터가 들어오는 이러한 전압에서 자동차의 모든 전기 부하가 작동하는 것은 아닙니다.이 다목적 구성 요소는 보조 전력 모듈 (APM)이라고도합니다. 고전압 배터리를 사용하는 전기 또는 하이브리드 차량에서 찾을 수 있습니다.
EV 용 DC -DC 변환기는 종종 두 가지 범주 중 하나에 속합니다. 고전압 (벅 컨버터) 또는 스텝 업 (컨버터 부스트)을 통해 브리지 저전압 간격을 낮추는 것입니다. 예를 들어, 차량의 1 차 DC-DC 컨버터는 배터리에서 표준 12V로 전압을 줄인 다음 헤드 라이트, 펌프 및 윈도우 모터를 포함한 다양한 시스템에서 사용됩니다. 이 변환기의 적응성은 다양한로드 요구 사항을 충족시키는 데 이상적입니다. 특정 시나리오에서 DC-DC 변환기는 양방향 작업을 처리하도록 요청되며, 전압 스텝 업 및 스텝 다운 기능을 모두 포함하며, 종종 가벼운 하이브리드 설정에서 발생합니다.
EVS의 일반적인 유형의 DC-DC 변환기
DC/DC 변환기는 일반적으로 두 가지 주요 범주로 분류 될 수 있습니다.
격리없이 변환기
이러한 종류의 변환기는 전압을 비교적 작은 요인 (일반적으로 4 : 1 미만)으로 변경하고 입력과 출력 사이의 유전체 격리에 대한 요구 사항이 없을 때 사용됩니다. 이 그룹에는 벅, 부스트, 벅 부스트, CUK 및 충전 펌프 변환기의 5 가지 기본 유형의 변환기가 있습니다. Buck-Boost 및 CUK 변환기는 두 전압 감소를 수행하고 작업을 증가시킬 수 있습니다. 반면, 충전 펌프 변환기는 일반적으로 낮은 전력 애플리케이션에 사용되지만 전압 펌프 변환기는 전압을 높이거나 반전시키는 데 적합합니다.
격리 된 변환기
이 범주의 변환기에서 고주파 변압기가 일반적으로 사용됩니다. 분리 된 변환기의 출력과 입력 호출 사이에 완전한 격리가 필요한 상황. 이 그룹에는 하프 브리지, 풀 브리지, 플라이백, 포워드 및 푸시 풀 DC/DC 변환기를 포함하여 수많은 변환기 유형이 존재합니다. 이 모든 변환기는 양방향이라는 이점을 제공하며 고전압 감소 또는 증가 비율을 달성 할 수 있습니다.
EV 용 DC-DC 변환기를 설계 할 때 고려해야 할 요소
EV에 대한 DC-DC 변환기를 선택할 때 고려해야 할 몇 가지 요소가 있습니다. 중요한 요소 중 하나는 컨버터가 신뢰할 수 있고 빠른 에너지 전송을 제공 할 수 있어야하므로 전력 전송 기능입니다. 컨버터가 에너지 원과 EV 사이의 전력을 효율적으로 변환하고 전달할 수 있기 때문에 효율성은 또 다른 중요한 요소입니다. 낮은 구성 요소 수는보다 작고 비용 효율적인 변환기로 이어질 수 있으므로 구성 요소 및 구성 요소 수의 수도 중요합니다. 또한 컨버터는 고전력 및 고전류 레벨을 처리 할 수있어서 실제 EV 응용 분야에 적합해야합니다. 마지막으로, 컨버터의 적절한 작동과 성능을 보장하기 위해 제어 시스템 구현 및 제어 전략 선택을 고려해야합니다.
EV에 대한 DC-DC 변환기의 장점
적응 가능한 DC-DC 변환기는 효율적인 에너지 변환을 제공하며 현대 에너지 시스템의 한계를 해결할 수 있습니다.
차량의 많은 보조 시스템 및 구성 요소는 표준 자동차 전압 레벨 (예 : 12V)에서 작동하도록 설계되었습니다. EV는 종종 고전압 배터리 시스템을 사용하기 때문에 DC-DC 컨버터는 이러한 구성 요소에 필요한 전압 레벨을 제공하여 호환성을 보장합니다.
양방향 변환기는 저전압 응용 분야에 적합하며 재생 가능 에너지를 효율적으로 전달할 수 있지만 낮은 게인으로 인해 고전압 응용에 적합하지 않을 수 있습니다.
양방향 변환기는 또한 제동 중에 생성 된 에너지를 사용 가능한 에너지로 다시 변환하고 주 배터리에 저장 될 수있는 재생 제동과 같은 응용 프로그램에 도움이됩니다.
분리 된 DC-DC 변환기는 EV에서 필수 안전 기능을 제공합니다. 그들은 트랙션 배터리와 같은 고전압 구성 요소와 저전압 시스템 사이에 장벽을 만듭니다.