オンボードおよびオフボード充電器とは?
簡単に言えば、オンボード充電器はグリッドからの AC 電力を DC 電力に変換し、それを使用してバッテリーを充電します。 電気自動車が AC コンセントに差し込まれるたびに使用されます。 また、電気自動車の充電時にも使用されます。
 | 電源ユニット |
本発明は、車両のバッテリ電圧に適した電力を車載および車載充電器に供給する電源ユニットからなる。 このユニットには、スタック電圧の全範囲に対応できるようにする二重レベルのプログラマビリティがあります。 電源ユニット、フランジ付きインレット、電源コードの 3 つの基本コンポーネントで構成されています。
車載充電器はサイズが小さく、薄型です。 それらはオフボード充電器よりも遅い充電を提供するように設計されており、EMI 保護とわずかな伝搬遅延が含まれる場合があります。 これらの充電器はPHEVやバッテリー駆動車にも使用でき、充電ステーションと互換性があります。
| 測定システム |
オンボードまたはオフボードの充電器が効率的であることを確認するには、エネルギー効率を測定する必要があります。 提案された測定システムには、出力エネルギーと力率を分析するためのデジタル読み出しインターフェイスが含まれている必要があります。 さらに、入力エネルギーと力率を計算するために、AC 入力側に追加の電力アナライザーも含める必要があります。 これは、エネルギー計測の校正に不可欠です。
オフボードおよびオンボード充電器の測定システムは、複数の測定を同時に実行できる高速 AD コンバーターで構成されています。 これに加えて、取得したデータを各反復にストリーミングする必要があります。 これは DSP にとって難しい問題であるため、FPGA が推奨されるオプションです。
| 制御ループ |
オンボードとオフボードの PEV 充電器間の制御ループにより、両方のデバイスが高レベルの効率で動作することができます。 単一の制御ループを持つ従来のインバータとは異なり、PEV 充電器は複数のモードで動作できます。 たとえば、オフボード電源が利用できないときにオンボード電源を提供できます。 オフボード充電器には、PV 統合を組み込むという利点もあります。 これらは、2 レベルの 4 脚インバーター トポロジを使用して、有効電力と無効電力の流れ、および PEV バッテリの充電電流と放電電流を動的に制御します。 これにより、4 つの反応象限動作、高い安定性、一貫したパフォーマンスが保証されます。 さらに、太陽光発電は充電ステーションにシームレスに統合され、さまざまな環境条件に合わせて調整されます。
車載充電システムは、バッテリ パックの充電時間を短縮することで、車両の安全性と運用コストを向上させることができます。 ここでは、誰かがハイブリッド車や電気自動車に車載充電器を実装するために使用される技術を調べています。 電気自動車 (EV) の存続可能性は、バッテリー パックを急速に充電できるかどうかにかかっています。 充電時間は、多くの場合、航続距離の制限と同じくらいボトルネックになります。 充電アーキテクチャの 2 つの主なタイプは、オフボード高速 DC 充電ステーションとオンボード充電システムです。
| ガルバニック絶縁 |
ガルバニック絶縁は、充電プロセスにおける重要な安全対策です。 この対策を講じないと、車両の電気システムが危険なグランド ループに遭遇する可能性があり、ノイズや安全上の懸念につながる可能性があります。 さらに、電気自動車のバッテリーシステムを流れる電流は、人間にとって致命的になる可能性があります。
これらの要件を満たすには、車載充電器が DC 電圧出力と電流レベルを変更できる必要があります。 これらのコンポーネントを過電圧および不足電圧から保護することも不可欠であり、適切に機能するシステムは電圧監視を保証する必要があります。
| 料金 |
電気自動車では、車載充電器と車載充電器のコストは、車載充電器の容量と品質によって異なります。 オフボード充電器はより高価ですが、より多くの電力を必要とし、特別な設置が必要になる場合があります。 さらに、kW あたりのコストは大きく異なる場合があります。 したがって、最適な電力レートを予測することは困難です。
オンボードとオフボードの充電器の費用便益比を評価するために、単一目的の最適化手法を使用しました。 このプロセスで、車載充電器とバッテリー容量の最適な電力定格を決定しました。 最適化の目的は、車両の耐用期間中の充電コストを最小限に抑えることです。
| サイズ |
オンボード充電器とオフボード充電器にはいくつかの重要な違いがあります。 オンボード充電器は小型で、電流の変換速度が遅くなりますが、オフボード充電器は大きく、より高い電流を処理できます。 2 種類の充電器はほとんどの EV コンポーネント メーカーによって製造されていますが、変換速度は大きく異なります。 オンボード充電器も重く、車内のスペースを占有します。
