Omformare och omvandlare i hybrider och EV (elfordon)

I en hybrid och andra elektriska fordon (EV) arbetar två viktiga element tillsammans för att hantera ström och ladda kretsarna. Så här är dessa kritiska komponenter-the inverterare och omvandlare-arbeta i tandem. 

Inverterarens funktion

I stort sett är en växelriktare en elektrisk enhet som konverterar elektricitet härrörande från en likströmskälla (likström) till växelström (växelström) av den typ som kan användas för att driva en enhet eller en apparat. I ett solenergisystem omvandlas till exempel kraften som lagras av batterier laddade av solpaneler till standard växelström av växelriktaren, som ger kraften till anslutningsuttag och andra 120-volts standardanordningar. 

En växelriktare tjänar samma typ av funktion i en hybrid- eller EV-bil, och teorin om drift är relativt enkel. Likström, till exempel från ett hybridbatteri, matas till den primära lindningen i en transformator i inverterarhuset. Genom en elektronisk strömbrytare (vanligtvis en uppsättning halvledartransistorer) vändas strömningsriktningen kontinuerligt och regelbundet (den elektriska laddningen rör sig in i den primära lindningen och vänder sedan plötsligt tillbaka och flyter ut igen). In / utflödet av el producerar växelström i transformatorns sekundära lindningskrets. I slutändan ger denna inducerade växelström el en växelströmsbelastning, till exempel ett elfordons (EV) elektriska dragmotor.

A rectifier är en enhet som liknar en växelriktare förutom att den gör det motsatta och konverterar växelström till likström.

Konverterarens funktion

Mer korrekt kallas a spänningsomvandlare, denna elektriska enhet ändrar faktiskt spänningen (antingen växelström eller likström) för en elektrisk strömkälla. Det finns två typer av spänningsomvandlare: trappa upp omvandlare (som ökar spänningen) och gå ner omvandlare (vilket minskar spänningen). Den vanligaste användningen av en omvandlare är att ta en relativt låg spänningskälla och stiga upp till högspänning för tungt arbete i en hög effektförbrukningsbelastning, men de kan också användas bakåt för att minska spänningen för ett ljus lastkälla.

Tandem-enheter för inverter / omvandlare

En omvandlare / omvandlare är, som namnet antyder, en enda enhet som innehåller både en inverter och en omvandlare. Det här är enheter som används av både EV: er och hybrider för att hantera sina elektriska drivsystem. Tillsammans med en inbyggd laddningskontroll, levererar växelriktaren / omvandlaren ström till batteripaketet för laddning under regenerativ bromsning, och den tillhandahåller också elektricitet till motorn / generatorn för framdrivning av fordon. Både hybrider och EV: er använder relativt lågspännings-DC-batterier (cirka 210 volt) för att hålla den fysiska storleken nere, men de använder i allmänhet högeffektiv växelströmsmotor / generatorer med hög spänning (cirka 650 volt). Omformaren / omvandlarenheten koreograferar hur dessa divergerande spänningar och strömtyper fungerar tillsammans.

På grund av användningen av transformatorer och halvledare (och den medföljande motstånd som uppstår) avges enorma mängder värme av dessa anordningar. Tillräcklig kylning och ventilation är avgörande för att hålla komponenterna i drift. Av denna anledning har inverter / omvandlarinstallationer i hybridfordon sina egna dedikerade kylsystem, kompletta med pumpar och radiatorer, som är helt oberoende av motorns kylsystem.