Mikä on sisäinen ja ulkoinen laturi?
Lyhyesti sanottuna sisäänrakennettu laturi muuntaa verkosta tulevan vaihtovirran tasavirraksi, jota sitten käytetään akun lataamiseen. Sitä käytetään aina, kun sähköauto on kytketty pistorasiaan. Sitä käytetään myös silloin, kun sähköauto latautuu itse.
 | Virtalähde |
Tämä keksintö koostuu virtalähteestä, joka tarjoaa sisä- ja ulkopuolisille latureille tehoa, joka on sopiva ajoneuvon akkujännitteeseen. Yksikössä on kaksi ohjelmoitavuustasoa, jonka avulla se voi mukauttaa koko pinojännitteen alueen. Se koostuu kolmesta peruskomponentista: virtalähteestä, laipallisesta tuloliitännästä ja virtajohdosta.
Sisäänrakennetut laturit ovat kooltaan pienempiä ja matalaprofiilisia. Ne on suunniteltu tarjoamaan hitaampi lataus kuin ulkoinen laturi, ja ne voivat sisältää EMI-suojauksen ja pieniä etenemisviiveitä. Näitä latureita voidaan käyttää myös PHEV- ja akkukäyttöisissä ajoneuvoissa, ja ne ovat yhteensopivia latausasemien kanssa.
| Mittausjärjestelmä |
Energiatehokkuutta on mitattava, jotta varmistetaan sisäisen tai ulkoisen laturin tehokkuus. Ehdotettuun mittausjärjestelmään tulisi sisältyä digitaalinen lukuliitäntä lähtöenergian ja tehokertoimen analysointia varten. Lisäksi sen tulisi sisältää myös ylimääräinen tehoanalysaattori AC-tulopuolella syöttöenergian ja tehokertoimen laskemiseksi. Tämä on välttämätöntä energiametrologian kalibroinnissa.
Offboard- ja sisäisten laturien mittausjärjestelmä koostuu nopeasta AD-muuntimesta, joka voi suorittaa useita mittauksia samanaikaisesti. Tämän lisäksi hankittu data on suoratoistettava jokaiseen iteraatioon. Tämä on vaikea ongelma DSP:lle, joten FPGA on suositeltava vaihtoehto.
| Ohjaussilmukat |
Sisäisten ja ulkoisten PEV-laturien väliset ohjaussilmukat mahdollistavat molempien laitteiden toiminnan korkealla tehokkuudella. Toisin kuin perinteiset invertterit, joissa on yksi ohjaussilmukka, PEV-laturit voivat toimia useissa tiloissa. Ne voivat esimerkiksi tarjota sisäistä virtaa, kun ulkopuolista virtaa ei ole saatavilla. Offboard-laturien etuna on myös PV-integrointi. Ne käyttävät kaksitasoista, nelijalkaista invertteritopologiaa ohjaamaan dynaamisesti todellista ja loistehoa sekä PEV-akun lataus- ja purkausvirtaa. Tämä varmistaa neljän reaktiivisen kvadrantin toiminnan, erittäin vakaat vasteet ja tasaisen suorituskyvyn. Lisäksi aurinkosähköntuotanto on integroitu saumattomasti latausasemaan ja säädelty erilaisiin ympäristöolosuhteisiin.
Sisäänrakennettu latausjärjestelmä voi parantaa ajoneuvon turvallisuutta ja käyttökustannuksia vähentämällä akun latausaikoja. Täällä joku tutkii tekniikkaa, jota käytetään hybridi- ja sähköajoneuvojen latureiden toteuttamiseen. Sähköajoneuvon (EV) elinkelpoisuus riippuu sen kyvystä ladata akut nopeasti. Latausajat ovat usein yhtä suuri pullonkaula kuin kantaman rajat. Kaksi ensisijaista latausarkkitehtuurityyppiä ovat offboard-pika-DC-latausasemat ja sisäiset latausjärjestelmät.
| Galvaaninen eristys |
Galvaaninen eristys on kriittinen turvatoimenpide latausprosessissa. Ilman tätä toimenpidettä ajoneuvon sähköjärjestelmä voi kohdata vaarallisia maasilmukoita, jotka voivat aiheuttaa melua ja turvallisuusongelmia. Lisäksi sähköajoneuvon akkujärjestelmän läpi kulkevat virrat voivat olla mahdollisesti tappavia ihmisille.
Näiden vaatimusten täyttämiseksi sisäisen laturin on kyettävä muuttamaan tasajännitelähtöä ja virtatasoa. On myös tärkeää suojata nämä komponentit yli- ja alijännitteeltä, ja asianmukaisesti toimivan järjestelmän tulisi varmistaa jännitteen valvonta.
| Kustannus |
Sähköajoneuvossa sisäisen ja ulkoisen laturin hinta vaihtelee sisäänrakennetun laturin kapasiteetin ja laadun mukaan. Ulkopuoliset laturit ovat kalliimpia, mutta vaativat myös enemmän tehoa ja saattavat vaatia erikoisasennuksen. Lisäksi niiden kustannukset kilowattia kohden voivat vaihdella suuresti. Siksi optimaalista tehoa on vaikea ennustaa.
Käytimme yhden tavoitteen optimointimenetelmää sisäisten ja offboard-laturien kustannus-hyötysuhteiden arvioimiseksi. Tässä prosessissa määritimme sisäisen laturin optimaalisen tehon ja akun kapasiteetin. Optimoinnin tavoitteena on minimoida latauskustannukset ajoneuvon käyttöiän aikana.
| Koko |
Onboard- ja offboard-laturien välillä on muutamia keskeisiä eroja. Sisäänrakennettu laturi on pienempi ja muuntaa virran hitaammin, kun taas ulkoinen laturi on suurempi ja pystyy käsittelemään suurempia virtoja. Useimmat sähköajoneuvojen komponenttien valmistajat valmistavat näitä kahden tyyppisiä latureita, mutta niiden muunnosnopeudet vaihtelevat huomattavasti. Sisäänrakennettu laturi on myös painavampi ja vie enemmän tilaa autossa.
