Подробное объяснение инверторов электромобилей

Инвертор - это устройство, которое преобразует постоянный ток (DC), поставляемое аккумулятором в переменный ток (AC). Двигатель электромобиля (EV) приводится в движение этой мощностью переменного тока. Чтобы повысить общую энергоэффективность EV, крайне важно минимизировать потерю энергии инвертора.

Что такое инвертор?

Обзор инверторов

Инвертор в электромобиле отвечает за преобразование постоянного тока (DC), поставляемого аккумулятором в переменный ток (AC). Это необходимо, потому что большинство тяговых двигателей, установленных в EVS, работают на мощности переменного тока. Выходная мощность инвертора устанавливается в соответствии с выходной мощностью двигателя (от 30 кВт до 400 кВт и т. Д.).

Как правило, EV оснащен одним или двумя инверторами. Однако в случае моторных систем в колесах (где каждое колесо управляется отдельным двигателем), каждый двигатель требует своего собственного инвертора.

Типы двигателей

Двигатели в основном классифицируются на два типа: матовые двигатели и бесщеточные двигатели.

• Почистили двигатели обычно используются в небольших устройствах и легко контролировать, потому что они питаются с помощью постоянного тока (напряжение постоянного тока).
• Бесщеточные двигатели С другой стороны, сосредоточиться на энергоэффективности и подходит для применений, которые требуют точного контроля скорости, таких как тяги в электромобилях. Поскольку бесщеточные двигатели работают на мощности переменного тока, инвертор необходим для преобразования DC в AC.

Тенденции рынка и разработка устройств

По мере увеличения количества электромобилей спрос на инверторы также будет расти. Кроме того, с тенденцией повышения производительности транспортных средств, двигатели предназначены для более высокой выходной мощности, что требует инверторов с более высокой мощностью.

Электронные компоненты, которые составляют инверторы, должны соответствовать определенным требованиям в будущем, включая:

• Более высокая мощность
• Лучшая теплостойкость
• Меньший размер и более легкий вес

Ключевые требования для будущих инверторов

1. Более высокая мощность
   Чтобы поддерживать моторы с высоким выходом, инверторы также должны увеличить свою мощность. Это включает в себя работу при более высоких напряжениях (например, увеличение с текущих 400 В до будущего 800 В) и обработку более высоких токов. Следовательно, полупроводники и другие компоненты, используемые в инверторах, должны быть разработаны для поддержки мощных приложений.
2. Лучшая теплостойкость
   По мере того, как электронные компоненты становятся меньше, количество тепла на единицу площади увеличивается. Усиление теплостойкости имеет решающее значение для предотвращения старения и ухудшения, вызванного самогенерированным телом и теплом, поглощенным окружающими компонентами.
3. Меньший размер и более легкий вес
   Увеличение мощности часто приводит к более крупному и тяжелому оборудованию, которое отрицательно влияет на диапазон транспортных средств. Следовательно, инверторы должны быть разработаны, чтобы быть компактными и легкими, при этом поддерживая высокую мощность.

Конфигурация схемы инвертора

Общая структура

Инвертор состоит из следующих схем:

• Шумовой фильтр: Подавляет шум из внешних источников или внутри самой схемы.
• Измерение напряжения: Измеряет напряжение для управления цепью конверсии.
• Схема преобразования напряжения: Преобразует напряжение через операции переключения с использованием FETS (полевые транзисторы) или аналогичные компоненты.
• Измерение тока: Измеряет ток для управления цепью конверсии.
• Цепь управления: Управляет схемой конверсии и другими компонентами.
• DC/DC Converter: Поставляет питание в цепь управления.
• Интерфейс связи: Облегчает связь с внешними цепями.

Роль инвертора заключается в преобразовании питания постоянного тока, поставляемой аккумулятором в мощность переменного тока. По мере увеличения производства электромобилей также ожидается увеличение количества установленных инверторов. Растет спрос на инверторы с высоким выходом, в то время как миниатюризация остается ключевой проблемой. Электронные компоненты, используемые в инверторах, должны поддерживать «более высокую мощность», «лучшую термостойкость» и «меньший размер и более легкий вес».