Elektrikli araçlardaki invertörlerin detaylı açıklaması
İnvertör, pilin sağladığı doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştüren bir cihazdır. Elektrikli bir aracın motoru bu alternatif akımla tekerlekleri hareket ettirir. Elektrikli aracın tamamının enerji verimliliğini artırmak için invertörün enerji kaybının en aza indirilmesi gerekir.
İnverterlere genel bakış
Elektrikli araçtaki invertör, akü tarafından sağlanan doğru akımı (DC) alternatif akıma (AC) dönüştüren bir cihazdır. Bunun nedeni, elektrikli araçlara takılan çekiş motorunun çoğunlukla alternatif akımla çalıştırılmasıdır. İnverterin çıkış gücü, motorun çıkış gücüne göre ayarlanır (30kW ila 400kW, vb.).
Genellikle bir arabaya takılan invertör sayısı yaklaşık 1 ila 2 arasındadır. Ancak göbek motor tipinde (her lastiğin bir motor tarafından çalıştırıldığı bir yöntem), her motor için bir invertör gerekir.
Motor türleri hakkında
Fırçalı disk motorlar ve fırçasız motorlar olmak üzere iki ana motor türü vardır. Fırçalı disk motorlar küçük cihazlar için kullanılır ve DC voltajla sürüldükleri için kontrolleri nispeten kolaydır. Fırçasız motorlar enerji verimliliğini vurgular ve hassas dönüş hızı (hız) ayarı gerektiren durumlar için uygundur. Sürüş vb. amaçlarla cer motorlarında kullanılırlar. AC gücüyle sürüldüklerinden, DC gücünü AC gücüne dönüştüren invertörler vazgeçilmezdir.
Pazar ve ekipman trendleri
Elektrikli araç sayısı arttıkça kurulu invertör sayısı da artacaktır. Ayrıca sürüş performansı arttıkça motorlar daha yüksek çıkışa doğru hareket ediyor, dolayısıyla invertörlerin de daha yüksek çıkışa (yüksek güce) sahip olması gerekiyor. İnvertörleri oluşturacak elektronik bileşenlerin gelecekte ihtiyaç duyacağı işlevler/performans olarak "yüksek güç", "yüksek ısı direnci" ve "minyatürleştirme/hafiflik" sıralanabilir. Her biri için gereksinimler aşağıdaki gibidir.
- Yüksek güç
Motorun yüksek çıkışını desteklemek için invertörün aynı zamanda yüksek çıkışa (yüksek güce) sahip olması gerekir. Yüksek güç, yüksek voltaj (gelecekte mevcut 400V'tan 800V'a) ve yüksek akım anlamına gelir, dolayısıyla invertörü oluşturan yarı iletkenlerin de yüksek gücü desteklemesi gerekir.
- Yüksek ısı direnci
Elektronik bileşenler küçültüldüğünden birim alan başına alınan ısı miktarı da artmaktadır. Isıya dayanıklı hale getirilerek, bileşenlerin kendi ürettiği ısı ve çevredeki bileşenlerden alınan ısının neden olduğu yaşlanma önlenebilir.
- Minyatürleştirme/hafif
Yüksek güç gibi faktörler ekipmanın daha büyük ve daha ağır olmasına neden olur, bu da seyir menzilini etkiler, bu nedenle minyatürleştirme/hafifleştirme sırasında yüksek gücü desteklemek gerekir.
İnvertörün devre yapısı
Genel yapı
İnvertör aşağıdaki devrelerden oluşur.
- Gürültü filtresi: Dışarıdan veya devreden gelen gürültüyü bastırır
- Gerilim ölçümü: Dönüşüm devresini kontrol etmek için gerilim ölçümü
- Gerilim dönüşüm devresi: FET vb. yoluyla işlemi değiştirerek voltajı dönüştürür.
- Akım ölçümü: Dönüşüm devresini kontrol etmek için akım ölçümü
- Kontrol devresi: Dönüşüm devresini vb. kontrol eder.
- DC/DC dönüştürücü: Kontrol devresine güç sağlayın
- İletişim IF: Dışarıyla iletişim devresi
