O que é um carregador onboard e offboard?
Em poucas palavras, um carregador integrado converte a energia CA da rede em energia CC, que é então usada para carregar a bateria. É usado sempre que um carro elétrico é conectado a uma tomada CA. Também é usado quando um carro elétrico está se carregando.
 | Carregador |
Esta invenção consiste em uma fonte de alimentação que fornece aos carregadores internos e externos uma alimentação apropriada para a voltagem da bateria do veículo. A unidade possui um nível duplo de programabilidade que permite acomodar toda a faixa de tensões da pilha. É composto por três componentes básicos: uma fonte de alimentação, a entrada flangeada e um cabo de alimentação.
Os carregadores de bordo são menores em tamanho e têm um perfil baixo. Eles são projetados para fornecer uma carga mais lenta do que um carregador externo e podem incluir proteção EMI e pequenos atrasos de propagação. Esses carregadores também podem ser usados em veículos PHEV e movidos a bateria e são compatíveis com estações de carregamento.
| Sistema de medida |
Para garantir que um carregador integrado ou externo seja eficiente, a eficiência energética deve ser medida. O sistema de medição proposto deve incluir uma interface de leitura digital para analisar a energia de saída e o fator de potência. Além disso, também deve incluir um analisador de potência extra no lado da entrada CA para calcular a energia de entrada e o fator de potência. Isso é essencial para a calibração da metrologia de energia.
O sistema de medição para carregadores off-board e onboard consiste em um conversor AD de alta velocidade que pode realizar várias medições simultaneamente. Além disso, os dados adquiridos devem ser transmitidos em cada iteração. Este é um problema difícil para um DSP, então um FPGA é a opção preferida.
| Loops de controle |
Os loops de controle entre os carregadores PEV integrados e não integrados permitem que ambos os dispositivos operem com alto nível de eficiência. Ao contrário dos inversores tradicionais, que possuem um único loop de controle, os carregadores PEV podem operar em vários modos. Por exemplo, eles podem fornecer energia on-board enquanto a energia off-board não está disponível. Os carregadores offboard também têm a vantagem de incorporar uma integração fotovoltaica. Eles usam uma topologia de inversor de dois níveis e quatro pernas para controlar dinamicamente o fluxo de potência real e reativa e a corrente de carga e descarga da bateria PEV. Isso garante operação de quatro quadrantes reativos, respostas de alta estabilidade e desempenho consistente. Além disso, a geração de energia fotovoltaica é perfeitamente integrada à estação de carregamento e regulada para diferentes condições ambientais.
Um sistema de carga a bordo pode melhorar a segurança do veículo e os custos operacionais, reduzindo os tempos de recarga da bateria. Aqui, alguém examina a tecnologia usada para implementar carregadores de bordo em veículos híbridos e elétricos. A viabilidade de um veículo elétrico (VE) depende de sua capacidade de carregar suas baterias rapidamente. Os tempos de carregamento costumam ser um gargalo tanto quanto os limites de alcance. Os dois principais tipos de arquiteturas de carregamento são as estações de carregamento CC rápido externo e os sistemas de carregamento integrados.
| Isolamento galvânico |
O isolamento galvânico é uma medida de segurança crítica no processo de carregamento. Sem essa medida, o sistema elétrico de um veículo pode encontrar loops de aterramento perigosos, o que pode levar a problemas de ruído e segurança. Além disso, as correntes que fluem através do sistema de bateria de um veículo elétrico podem ser potencialmente letais para os seres humanos.
Para atender a esses requisitos, o carregador integrado deve ser capaz de alterar a saída de tensão CC e o nível de corrente. Também é essencial proteger esses componentes contra sobretensão e subtensão, e um sistema de funcionamento adequado deve garantir o monitoramento da tensão.
| Custo |
Em um veículo elétrico, o custo de um carregador interno e externo varia de acordo com a capacidade e a qualidade do carregador interno. Carregadores offboard são mais caros, mas também exigem mais energia e podem exigir instalação especial. Além disso, seu custo por kW pode variar muito. Portanto, é difícil prever a taxa de potência ideal.
Para avaliar a relação custo-benefício dos carregadores embarcados e não embarcados, utilizamos um método de otimização de objetivo único. Nesse processo, determinamos a classificação de energia ideal para um carregador integrado e a capacidade da bateria. O objetivo da otimização é minimizar o custo de carregamento ao longo da vida útil de um veículo.
| Tamanho |
Existem algumas diferenças importantes entre os carregadores integrados e não embarcados. Um carregador integrado é menor e converte a corrente em uma taxa mais lenta, enquanto um carregador externo é maior e pode lidar com correntes mais altas. Os dois tipos de carregadores são fabricados pela maioria dos fabricantes de componentes EV, mas suas velocidades de conversão variam significativamente. Um carregador de bordo também é mais pesado e ocupa mais espaço no carro.
