¿Qué es un cargador a bordo y fuera de borda?
En pocas palabras, un cargador integrado convierte la energía de CA de la red en energía de CC, que luego se utiliza para cargar la batería. Se utiliza cada vez que se enchufa un coche eléctrico a una toma de CA. También se utiliza cuando un coche eléctrico se carga solo.
 | Unidad de fuente de alimentación |
Esta invención consiste en una unidad de fuente de alimentación que proporciona cargadores a bordo y fuera de borda con energía que es apropiada para el voltaje de la batería del vehículo. La unidad tiene un nivel dual de programabilidad que le permite adaptarse a la gama completa de voltajes de pila. Se compone de tres componentes básicos: una fuente de alimentación, la entrada bridada y un cable de alimentación.
Los cargadores a bordo son más pequeños y tienen un perfil bajo. Están diseñados para proporcionar una carga más lenta que un cargador externo y pueden incluir protección EMI y pequeños retrasos de propagación. Estos cargadores también se pueden utilizar en vehículos PHEV y a batería, y son compatibles con las estaciones de carga.
| Sistema de medida |
Para asegurarse de que un cargador a bordo o externo sea eficiente, se debe medir la eficiencia energética. El sistema de medición propuesto debe incluir una interfaz de lectura digital para analizar la energía de salida y el factor de potencia. Además, también debe incluir un analizador de potencia adicional en el lado de entrada de CA para calcular la energía de entrada y el factor de potencia. Esto es esencial para la calibración de metrología energética.
El sistema de medición para cargadores internos y externos consta de un convertidor AD de alta velocidad que puede realizar múltiples mediciones simultáneamente. Además de esto, los datos adquiridos deben transmitirse en cada iteración. Este es un problema difícil para un DSP, por lo que una FPGA es la opción preferida.
| Lazos de control |
Los bucles de control entre los cargadores PEV integrados y externos permiten que ambos dispositivos funcionen con un alto nivel de eficiencia. A diferencia de los inversores tradicionales, que tienen un solo lazo de control, los cargadores PEV pueden operar en múltiples modos. Por ejemplo, pueden proporcionar energía interna mientras que la energía externa no está disponible. Los cargadores externos también tienen la ventaja de incorporar una integración fotovoltaica. Utilizan una topología de inversor de dos niveles y cuatro patas para controlar dinámicamente el flujo de potencia real y reactiva y la corriente de carga y descarga de la batería PEV. Esto asegura una operación de cuatro cuadrantes reactivos, respuestas de alta estabilidad y un rendimiento constante. Además, la generación de energía fotovoltaica se integra a la perfección en la estación de carga y se regula para diferentes condiciones ambientales.
Un sistema de carga a bordo puede mejorar la seguridad del vehículo y los costos operativos al reducir los tiempos de recarga del paquete de baterías. Aquí, alguien examina la tecnología utilizada para implementar cargadores a bordo en vehículos híbridos y eléctricos. La viabilidad de un vehículo eléctrico (EV) depende de su capacidad para cargar sus baterías rápidamente. Los tiempos de carga suelen ser un cuello de botella tanto como los límites de alcance. Los dos tipos principales de arquitecturas de carga son las estaciones de carga de CC rápidas externas y los sistemas de carga a bordo.
| Aislamiento galvánico |
El aislamiento galvánico es una medida de seguridad crítica en el proceso de carga. Sin esta medida, el sistema eléctrico de un vehículo podría encontrar bucles de tierra peligrosos, lo que puede generar problemas de ruido y seguridad. Además, las corrientes que fluyen a través del sistema de batería de un vehículo eléctrico pueden ser potencialmente letales para los humanos.
Para cumplir con estos requisitos, el cargador integrado debe poder cambiar la salida de voltaje de CC y el nivel de corriente. También es esencial proteger estos componentes de sobrevoltaje y bajo voltaje, y un sistema que funcione correctamente debería garantizar el control del voltaje.
| Costo |
En un vehículo eléctrico, el costo de un cargador a bordo y externo varía según la capacidad y la calidad del cargador a bordo. Los cargadores externos son más caros pero también requieren más energía y pueden requerir una instalación especial. Además, su costo por kW puede variar ampliamente. Por lo tanto, es difícil predecir la tasa de potencia óptima.
Para evaluar la relación costo-beneficio de los cargadores internos y externos, utilizamos un método de optimización de un solo objetivo. En este proceso, determinamos la potencia nominal óptima para un cargador integrado y la capacidad de la batería. El objetivo de optimización es minimizar el costo de carga durante la vida útil de un vehículo.
| Tamaño |
Existen algunas diferencias clave entre los cargadores integrados y externos. Un cargador integrado es más pequeño y convierte la corriente a un ritmo más lento, mientras que un cargador externo es más grande y puede manejar corrientes más altas. La mayoría de los fabricantes de componentes de vehículos eléctricos fabrican los dos tipos de cargadores, pero sus velocidades de conversión varían significativamente. Un cargador a bordo también es más pesado y ocupa más espacio en el automóvil.
