منبع تغذیه PUMBAA برای وسایل نقلیه الکتریکی PPS570

یکپارچه‌سازی الکتریکی بسیار یکپارچه

طراحی درجه خودرو، سازگار با ASIL

پشتیبانی از V2L، V2G، V2V و سایر الزامات چند صحنه‌ای

طراحی کوچک‌تر و سبک‌تر، عملکرد فنی پایدار و راندمان بالا

روش خنک‌کننده مایع، اتلاف حرارت سریع، ضد گرد و غبار و کم صدا

توابع حفاظتی چندگانه مانند EMC، مقاومت ولتاژ، عایق، ارتعاش و حفاظت الکتریکی

تخصیص و کنترل دستگاه‌های ولتاژ بالای کل خودرو از طریق کل واحد کنترل خودرو برای اطمینان از عملکرد ایمنی هر سیستم

(1) این امر چیدمان سیم‌کشی ولتاژ بالای UVW را کوتاه می‌کند، هزینه بالای استفاده از سیم‌کشی ولتاژ بالای UVW را کاهش می‌دهد و پس از کوتاه کردن فاصله انتقال، به طور موثری راندمان موتور، کنترلر و کاهنده را بهبود می‌بخشد.

(2) مجموعه یکپارچه پیشرانه الکتریکی، 30٪ کاهش وزن و 40٪ کاهش حجم را به همراه دارد که باعث بهبود بیش از 50٪ در استفاده از فضای کلی بدنه شده و تضمین قوی برای برد را فراهم می‌کند.

(3) مرکز ثقل خودرو برای عملکرد بهتر هندلینگ پایین‌تر آمده است، که منجر به ظرفیت گشتاور بالاتر و بهبود راندمان مجموعه سیستم محرک الکتریکی نیز می‌شود.

(4) کاهش اندازه سیستم محرکه الکتریکی، چیدمان فضای داخل خودرو را انعطاف‌پذیرتر می‌کند و طراحی ماژولار را می‌توان گسترش داد که این امر چرخه توسعه محصول را تا حد زیادی کوتاه کرده و هزینه‌ها را کاهش و کارایی را افزایش می‌دهد.

(1) OBC یا شارژر داخلی، عمدتاً برق تک فاز AC یا سه فاز AC را به DC تبدیل می‌کند تا باتری خودرو را شارژ کند.

(2) مبدل DC/DC عمدتاً خروجی برق DC ولتاژ بالا از باتری را به برق DC ولتاژ پایین تبدیل می‌کند تا برق مورد نیاز تجهیزات برق ولتاژ پایین خودرو را تأمین کند.

(3) PDU واحد توزیع برق ولتاژ بالا است که یک طرح توزیع برق متمرکز برای وسایل نقلیه انرژی جدید با طراحی ساختار جمع و جور، طرح سیم کشی مناسب و نگهداری راحت است.

(1) کاهش 15 درصدی وزن محصول، کاهش 20 درصدی حجم و کاهش 5 درصدی هزینه‌های مصرف برق در سرعت پایین؛

(2) پلتفرم ماژولار قابل توسعه، که می‌تواند برای مطابقت با مدل‌های مختلف گسترش یابد، چرخه توسعه محصول را تا حد زیادی کوتاه کرده و در هزینه‌ها صرفه‌جویی کند.

(3) تبدیل فرکانس و الگوریتم کنترل جداسازی چند برداری، که به طور موثر پاسخ دینامیکی موتور و ویژگی‌های NVH را بهبود می‌بخشد.

(4) تشخیص عیب کامل و مکانیزم نظارت بر ایمنی، به طور موثر ایمنی ولتاژ بالای خودرو، ایمنی گشتاور و ایمنی دمای بالا را تضمین می‌کند.

مطابق با استاندارد اتحادیه اروپا
پشتیبانی از شارژ خودرو به خودرو (V2V)
پشتیبانی از شارژ خودرو به بار (V2L)

طراحی دستگاه در سطح تمام خودرو
تبدیل توان دو طرفه
پشتیبانی از تشخیص UDS
پشتیبانی از ارتقاء و بازگشت به نسخه قبلی از طریق OTA

قابل استفاده برای خودروهای برقی (BEV)، خودروهای هیبریدی (PHEV)، خودروهای برقی (REEV)، خودروهای برقی با ظرفیت 2.5/3.5 تن
مینی‌ون‌ها، مینی‌کامیون‌ها، خودروهای سواری، خودروهای تجاری، اتوبوس‌ها، خودروهای حرفه‌ای و سایر انواع خودروهای انرژی نو

در «سیستم سه‌گانه الکتریکی» خودروهای الکتریکی (EV)، سیستم تبدیل و توزیع برق به عنوان «هاب انرژی» عمل می‌کند که شبکه خارجی، باتری برق و دستگاه‌های داخلی را به هم متصل می‌کند. این سیستم از طریق تبدیل انرژی کارآمد و استراتژی‌های توزیع منطقی، مستقیماً بر برد خودرو، راندمان شارژ و ایمنی برق تأثیر می‌گذارد. این مقاله منطق فنی و ارزش کاربردی این سیستم را از سه منظر تجزیه و تحلیل می‌کند: اجزای اصلی، گردش کار و روندهای فناوری.

I. اجزای اصلی سیستم تبدیل و توزیع برق

این سیستم شامل سه ماژول کلیدی است: شارژر داخلی (OBC)، مبدل DC/DC و واحد توزیع توان ولتاژ بالا (PDU)، که به طور مشترک جریان انرژی زنجیره کامل را از "شبکه-باتری-بار" مدیریت می‌کنند.

۱. شارژر داخلی (OBC):

عملکرد: جریان متناوب شبکه (AC، 220 ولت/380 ولت) را به جریان مستقیم ولتاژ بالا (DC، 300-800 ولت) مورد نیاز باتری تبدیل می‌کند و به عنوان ورودی اصلی برای شارژ خارجی عمل می‌کند.

فناوری‌های کلیدی: اصلاح ضریب توان (PFC) باعث بهبود مصرف انرژی شبکه (بیش از ۹۵٪) می‌شود، در حالی که ترانسفورماتورهای ایزوله، ایمنی بین شبکه و باتری را تضمین می‌کنند.

مبدل DC/DC 2.

عملکرد: ولتاژ بالای DC را از باتری (مثلاً ۴۰۰ ولت) به ولتاژ پایین DC (۱۲/۲۴/۴۸ ولت) برای دستگاه‌های جانبی مانند چراغ‌ها، تهویه مطبوع و پنل‌های ابزار کاهش می‌دهد.

تمرکز طراحی: با استفاده از فناوری‌های سوئیچینگ فرکانس بالا (مثلاً توپولوژی رزونانس LLC) تلفات را کاهش می‌دهد و از خروجی‌های چند کاناله برای تقاضاهای پیچیده برق پشتیبانی می‌کند.

۳. واحد توزیع برق ولتاژ بالا (PDU):

عملکرد: به عنوان "مرکز توزیع" انرژی ولتاژ بالا عمل می‌کند و برق DC را از باتری به اجزای ولتاژ بالا (مانند کنترل‌کننده‌های موتور، رابط‌های شارژ، کمپرسورهای تهویه مطبوع) اختصاص می‌دهد و در عین حال محافظت در برابر جریان بیش از حد و اتصال کوتاه را نیز یکپارچه می‌کند.

(نمودار ظاهری جعبه توزیع برق ولتاژ بالا PDU)

دوم. گردش کار سیستم تبدیل و توزیع برق

این سیستم در دو حالت کار می‌کند: حالت شارژ (شبکه به باتری) و حالت دشارژ (باتری به بارها)، که تمام سناریوهای جریان انرژی از شارژ خارجی تا مصرف برق داخلی را پوشش می‌دهد.

۱. حالت شارژ (شبکه → باتری):

شارژرهای خانگی/عمومی خروجی AC (220 ولت/380 ولت) → OBC از طریق مدارهای PFC، AC را به DC با ولتاژ بالا (مثلاً 800 ولت) یکسو می‌کند → PDU برق را به رابط شارژ باتری توزیع می‌کند → سیستم مدیریت باتری (BMS) جریان و ولتاژ شارژ را برای تکمیل ذخیره انرژی کنترل می‌کند.

۲. حالت تخلیه (باتری → بارها):

باتری برق، ولتاژ DC بالا (مثلاً ۸۰۰ ولت) تولید می‌کند. → واحد تغذیه (PDU) برق را به کنترلر موتور (برای راه‌اندازی موتورها) یا مبدل DC/DC (برای دستگاه‌های ولتاژ پایین) اختصاص می‌دهد. → کنترلر موتور، DC را به AC سه فاز (AC) تبدیل می‌کند تا موتور را راه‌اندازی کند، در حالی که مبدل DC/DC، DC ولتاژ بالا را به DC ولتاژ پایین برای دستگاه‌های نصب شده روی برد، کاهش می‌دهد.

(سناریوهای کاربردی OBC دو طرفه)

III. روندهای فناوری: ادغام، دوطرفه بودن و هوشمندی

همزمان با تکامل خودروهای برقی به سمت «برد بیشتر و هوش بالاتر»، سیستم‌های تبدیل و توزیع برق نیز سه ارتقاء کلیدی را تجربه می‌کنند:

۱. طراحی یکپارچه:

یکپارچه‌سازی «دو در یک» (OBC + DC/DC): تعداد قطعات، اندازه و هزینه را کاهش می‌دهد (به عنوان مثال، ماژول OBC و DC/DC یکپارچه تسلا مدل 3).

یکپارچه‌سازی «سه در یک» (OBC + DC/DC + PDU): بهره‌وری سیستم را بیشتر بهبود می‌بخشد (به عنوان مثال، سیستم درایو «هشت در یک» BYD ePlatform 3.0).

۲. عملکرد دو طرفه:

OBC دوطرفه از "V2L (خودرو به بار)" و "V2G (خودرو به شبکه)" پشتیبانی می‌کند: این سیستم نه تنها باتری را شارژ می‌کند، بلکه انرژی باتری را برای لوازم خانگی (مثلاً یخچال) یا منبع تغذیه خارجی (خانه‌ها/شبکه‌ها) به جریان متناوب (AC) تبدیل می‌کند.

۳. کنترل هوشمند:

الگوریتم‌های هوش مصنوعی و فناوری‌های اینترنت اشیا را برای نظارت بر وضعیت باتری (SOC، SOH)، بار شبکه و سناریوهای استفاده (مثلاً بزرگراه/شهر) در زمان واقعی ادغام می‌کند و به صورت پویا استراتژی‌های تبدیل را تنظیم می‌کند (مثلاً اولویت‌بندی توان در هنگام شارژ سریع، کاهش تلفات در سرعت‌های پایین).

(مقایسه شارژ AC و DC)

نتیجه‌گیری

سیستم تبدیل و توزیع توان خودروهای الکتریکی، یک عامل حیاتی برای «سیستم سه‌گانه الکتریکی» است. این سیستم از طریق همکاری OBC، DC/DC و PDU، جریان انرژی کارآمدی را از شبکه به باتری و سپس به دستگاه‌های جانبی خودرو فراهم می‌کند. با پیشرفت در یکپارچه‌سازی، دو جهته بودن و هوشمندی، این سیستم مصرف انرژی را بیشتر کاهش می‌دهد، ایمنی را افزایش می‌دهد و خودروهای الکتریکی را به سمت «برد بیشتر و هوشمندی بالاتر» سوق می‌دهد.