Chiar înainte de creșterea prețurilor la combustibil, vehiculele hibride și electrice (EV) deveneau deja populare atât în Statele Unite (SUA), cât și în Europa. Nu numai cei conștienți de mediu au fost convinși să treacă la vehiculele electrice. Oamenii care doresc să economisească combustibil și preferă să conducă vehicule cu emisii zero, toți trec la vehicule hibride sau EV.
Un hibrid sau EV utilizează un invertor auxiliar și convertor tandem pentru a-și gestiona alimentarea cu energie și sistemul de acționare a motorului electric. Acest lucru este necesar deoarece sursa de alimentare de la rețea este în curent alternativ, dar bateriile auto stochează electricitatea în curent continuu. Pentru a complica și mai mult lucrurile, majoritatea hibridelor sau vehiculelor electrice folosesc motoare electrice care funcționează pe curent alternativ. Acest articol ar discuta despre modul în care funcționează invertoarele în vehiculele hibride și electrice.
Ce face un invertor
Există două elemente critice care funcționează în tandem pentru a gestiona alimentarea cu energie și a reîncărca bateriile și circuitele vehiculelor hibride și electrice. Aceste elemente cheie sunt invertorul și convertorul. Acești doi lucrează întotdeauna împreună pentru a gestiona sursa de alimentare. Acesta nu este chiar același cu dispozitivul folosit pentru a gestiona sursa de alimentare pentru computere și routere.
Funcția principală a unui invertor este de a converti energia electrică, care provine de la o sursă de curent continuu (DC) într-o sursă de curent alternativ (AC). Majoritatea motoarelor concepute pentru a conduce aparatele și dispozitivele de uz casnic funcționează pe o sursă de curent alternativ. Motivul pentru aceasta este că motoarele de curent alternativ sunt considerate a fi în general mai puternice decât motoarele de curent continuu. Ele pot genera un cuplu mai mare cu ajutorul unui cuplu mai puternic curent electric.
Iată câteva dintre celelalte avantaje ale unui motor AC:
- Motoarele de curent alternativ necesită o putere de pornire mai mică
- Au un nivel mai controlabil de curent de pornire și accelerație, care este foarte potrivit pentru controlul accelerației vehiculelor electrice
- VFD și VSD pot fi adăugate la motoarele de curent alternativ, ceea ce poate oferi un control mai bun al cuplului și al vitezei în diferite etape de funcționare
- Sunt considerate a fi mai durabile și au o durată de viață mai lungă, făcându-le mai potrivite pentru uzura cauzată de călătoriile pe drum.
- Motoarele de curent alternativ sunt potrivite pentru configurații multifazate
Încărcarea sursei de alimentare AC și DC
Rețineți că sursa de alimentare de la rețea este în AC. Aceasta înseamnă că încărcarea bateriilor unei mașini electrice trebuie făcută prin conversia sursei de curent alternativ de la rețea în CC, astfel încât bateriile mașinii să poată fi reîncărcate. Sursa de alimentare este convertită de la AC la DC la stația de încărcare în sine. Sursa de alimentare care rulează de la rețea este în AC deoarece poate transmite energie electrică mai puternică și eficientă.
Sursa de ieșire care provine de la panourile solare și care este stocată în bateriile de mașini electrice este de obicei în CC. Bateriile auto funcționează cu DC. Bateriile electrice pot fi încărcate și folosind încărcătoare DC. Există un fir gros care vine de la stația de încărcare. Firele groase sunt proiectate pentru încărcare DC. Acesta este ceea ce utilizați pentru a vă conecta la mașina hibridă sau EV pentru încărcare.
În Europa, încărcătoarele DC pot furniza între 50 kW și 100 kW. Există unele încărcătoare care pot încărca până la 350 kW. La aproximativ 90 kW, bateria unei mașini electrice poate fi reîncărcată până la 80% în doar aproximativ 30 de minute.
Cum funcționează invertoarele
Termenul tehnic pentru un invertor este un convertor de tensiune. Se numește convertor deoarece este un dispozitiv electric care convertește tensiunea de la sursa de alimentare de la AC la DC. Cele două tipuri obișnuite de convertor de tensiune sunt convertorul step-up (acesta este folosit pentru a crește tensiunea) și convertorul step-down (folosit pentru a scădea tensiunea). Convertizoarele sunt utilizate în mod obișnuit pentru a crește tensiunea de la o sursă de joasă tensiune la o tensiune mai mare, care poate fi utilizată pentru echipamente grele.
Un invertor funcționează într-un hibrid sau vehicul electric ca parte a unei unități tandem invertor/convertor. Cele două componente principale sunt conținute într-o singură unitate de carcasă, pe care nu o veți putea distinge decât dacă deschideți carcasa. Majoritatea vehiculelor hibride și vehiculelor electrice folosesc aceste două dispozitive importante pentru a gestiona alimentarea cu energie a sistemelor lor de propulsie electrică.
Invertorul funcționează prin furnizarea de energie electrică a motorului electric, care antrenează arborele pentru propulsia vehiculului. Atât hibrizii, cât și EV-urile folosesc de obicei baterii DC de joasă tensiune. Aceste baterii au de obicei doar aproximativ 210 volți. Sunt proiectate astfel încât să nu fie prea grele și să nu ocupe prea mult spațiu în vehicul.
Curentul electric care iese din invertor devine AC și este folosit pentru a alimenta motorul electric sau generatorul. Aceste motoare folosesc de obicei aproximativ 650 de volți. Aceasta este deja considerată o tensiune înaltă relativ eficientă. Cu alte cuvinte, funcția principală a unui invertor este de a converti sursa de alimentare DC de la baterie în AC, care este configurația de putere a motorului electric.
Concluzie
Vehiculele hibride sau electrice circulă printr-o unitate tandem de invertor și convertor. Convertorul este necesar deoarece puterea de la rețea este în AC, dar bateria mașinii stochează electricitatea în DC. Apoi devine necesar să convertiți din nou puterea de curent continuu în curent alternativ, deoarece motoarele electrice folosesc AC ca sursă de alimentare. Cu alte cuvinte, funcția principală a unui invertor este de a converti sursa de alimentare de la DC la AC, deoarece motoarele electrice funcționează folosind AC ca sursă de alimentare.
