Bộ sạc trên bo mạch & Kiểm tra bộ chuyển đổi DC-DC: Hướng dẫn về Điện tử Công suất EV

Tại sao việc kiểm tra bộ chuyển đổi OBC và DC-DC là kỷ luật riêng của nó

Bộ sạc trên tàu (OBC) và bộ chuyển đổi DC-DC dễ bị bỏ qua bên cạnh động cơ kéo và biến tần, nhưng chúng nằm trên đường quan trọng của mọi plug-in EV: OBC chuyển đổi nguồn điện lưới AC thành DC để sạc pin điện áp cao, và bộ chuyển đổi DC-DC thực hiện hạ điện áp cao để chạy các hệ thống phụ trợ 12V/48V — hệ thống chiếu sáng, thông tin giải trí, máy bơm làm mát, điều khiển thiết bị điện tử. Càng ngày hai chức năng này càng được hợp nhất thành một hộp điện kết hợp duy nhất để tiết kiệm trọng lượng và không gian đóng gói, điều đó có nghĩa là một băng ghế thử nghiệm duy nhất hiện phải xác nhận việc chuyển đổi AC-to-DC, Chuyển đổi DC sang DC, và sự tương tác giữa chúng trong một chương trình.

Đây là một vấn đề kiểm tra cơ bản khác với việc xác nhận động cơ hoặc biến tần: của OBC “trọng tải” một bên là kết nối lưới và một bên là pin, và hiệu suất của nó phải đáp ứng các tiêu chuẩn tuân thủ lưới điện mà bộ truyền động lực kéo không bao giờ phải đáp ứng. Một băng thử nghiệm chỉ được chế tạo dựa trên khả năng của lực kế động cơ - tốc độ và mô-men xoắn - không có cách nào để xác nhận bất kỳ điều nào trong số này.

Giải phẫu của một OBC / Thiết lập kiểm tra DC-DC

• Mô phỏng lưới, không chỉ là nguồn điện: phía đầu vào AC cần một bộ mô phỏng lưới có thể lập trình có khả năng tái tạo các điều kiện lưới trong thế giới thực - độ sụt điện áp, sự thay đổi tần số, dạng sóng bị biến dạng — không chỉ là nguồn cung cấp sạch cho phòng thí nghiệm.
• Tải/nguồn DC hai chiều ở phía pin: tải điện tử DC tái tạo mô phỏng pin trong khi sạc và có thể cấp nguồn trở lại cho hai chiều (V2G/V2L) Kiến trúc OBC.
• Bảo hiểm đa cấp độ: một nền tảng duy nhất thường cần phải kiểm tra trên các bậc sức mạnh OBC chung — 3.3 kW, 6.6 kW, 11 kW, Và 22 kW — vì nền tảng chở khách và thương mại hạng nhẹ trải rộng trên toàn bộ phạm vi này.
• Xác thực AC-DC và DC-DC kết hợp: nơi bộ chuyển đổi OBC và DC-DC dùng chung một vỏ, băng ghế thử nghiệm phải thực hiện đồng thời cả hai giai đoạn chuyển đổi để nắm bắt các hiệu ứng tương tác - quy định chéo, tải nhiệt được chia sẻ - việc kiểm tra từng giai đoạn riêng biệt sẽ bỏ lỡ.

Mục kiểm tra cốt lõi

1. Mô phỏng lưới điện xoay chiều và hiệu chỉnh hệ số công suất

Phần đầu xe PFC phải duy trì hệ số công suất gần như đồng nhất và nằm trong giới hạn hài hòa trên toàn bộ dải tần số và điện áp đầu vào mà xe sẽ thấy trên toàn cầu, bao gồm các điều kiện lưới điện xuống cấp như sụt áp và mất điện.

Số liệu chính: hệ số công suất ≥0,98 ở tải định mức, tổng độ méo hài (THD) Tuân thủ, Phản hồi PFC trong các sự kiện sụt áp lưới mô phỏng.

2. Ánh xạ hiệu quả sạc theo các mức năng lượng

Hiệu quả phải được đặc trưng ở từng bậc công suất định mức (3.3/6.6/11/22 kW) và qua cửa sổ điện áp sạc của pin, vì hiệu suất thường thay đổi có ý nghĩa giữa trạng thái sạc thấp và điều kiện gần đầy.

Số liệu chính: hiệu suất cao nhất và trung bình có trọng số (%) ở mỗi cấp điện, đường cong hiệu suất trên cửa sổ điện áp pin, mất điện ở chế độ chờ/không tải.

3. Chuyển đổi HV-to-LV DC-DC và điều chỉnh phụ tải

Giai đoạn DC-DC phải giữ một cửa sổ điện áp đầu ra chặt chẽ dưới các tải phụ thay đổi nhanh chóng - máy nén HVAC và bơm làm mát bật và tắt - trong khi phía OBC có thể đồng thời rút hoặc cung cấp năng lượng sạc đầy.

Số liệu chính: điều chỉnh điện áp đầu ra (±%) dưới các quá độ tải theo bước, quy định chéo giữa các giai đoạn OBC và DC-DC, thời gian phục hồi thoáng qua.

4. Giảm nhiệt khi sạc nhanh liên tục

Chạy bộ OBC/DC-DC kết hợp ở công suất định mức trong thời gian sạc kéo dài sẽ tạo ra nhiệt trong chất bán dẫn điện và từ tính; buồng nhiệt cần xác nhận rằng công suất đầu ra giảm theo dự đoán - không đột ngột - khi nhiệt độ môi trường và bên trong tăng.

Số liệu chính: đường cong giảm công suất vs. nhiệt độ môi trường xung quanh, biên độ nhiệt độ điểm nối bán dẫn, phản ứng của hệ thống làm mát trong các chu kỳ sạc liên tục.

5. Xác thực giao thức truyền thông và tuân thủ lưới

OBC phải đàm phán chính xác các thông số tính phí với cơ sở hạ tầng tính phí và tuân thủ các tiêu chuẩn liên lạc và kết nối lưới điện khu vực, bao gồm các giới hạn phát xạ hài hòa và bắt tay giao thức sạc.

Số liệu chính: tuân thủ IEC 61851 và ISO 15118 trình tự giao tiếp, lượng phát thải hài hòa trên mỗi mã lưới hiện hành, Khả năng tương thích giao thức tính phí GB/T nếu có liên quan.

6. Kiểm tra phản ứng lỗi và khóa liên động an toàn

Lỗi nối đất, sự kiện quá điện áp, và mất liên lạc với trạm sạc đều cần kích hoạt an toàn, trình tự tắt máy lặp lại - được xác thực bằng cách cố tình đưa vào các tình trạng lỗi này thay vì cho rằng logic an toàn hoạt động như thiết kế.

Số liệu chính: thời gian phát hiện lỗi và tắt máy, độ chính xác giám sát điện trở cách ly, hành vi phục hồi sau khi giải quyết lỗi.

Điều này có ý nghĩa gì đối với việc lựa chọn băng ghế thử nghiệm

Bàn thử nghiệm OBC/DC-DC cần trông giống một nền tảng mô phỏng lưới và pin hai chiều hơn là một lực kế cơ học: bộ mô phỏng lưới AC có thể lập trình ở phía đầu vào, tải/nguồn DC tái tạo ở phía pin, và thiết bị đo có khả năng tương tác điện, nhiệt, và hành vi giao thức truyền thông trên cả hai giai đoạn chuyển đổi cùng một lúc. Đối với các thiết bị OBC/DC-DC kết hợp, thử nghiệm hai giai đoạn cùng nhau - không phải riêng lẻ - là cách duy nhất để nắm bắt các hiệu ứng tương tác xuất hiện sau khi thiết bị thực sự được lắp đặt trên xe.

Nếu chương trình của bạn cần xác thực bộ sạc tích hợp hoặc bộ chuyển đổi DC-DC, đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi có thể giúp xác định phạm vi mô phỏng lưới, tải ngân hàng, và các yêu cầu về buồng nhiệt xung quanh mức công suất và tiêu chuẩn mục tiêu của bạn. Nói chuyện với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi để làm việc thông qua đặc điểm kỹ thuật của bạn.