Detaljeret forklaring af invertere i elektriske køretøjer
En inverter er en enhed, der konverterer jævnstrøm (DC) leveret af batteriet til vekselstrøm (AC). Motoren i et elektrisk køretøj driver hjulene med denne vekselstrøm. For at forbedre energieffektiviteten af hele det elektriske køretøj skal inverterens energitab minimeres.
Oversigt over invertere
En inverter i et elektrisk køretøj er en enhed, der konverterer jævnstrøm (DC) leveret af batteriet til vekselstrøm (AC). Dette skyldes, at trækmotoren installeret i elektriske køretøjer for det meste drives af vekselstrøm. Inverterens udgangseffekt indstilles i henhold til motorens udgangseffekt (30kW til 400kW osv.).
Normalt er antallet af invertere installeret i en bil omkring 1 til 2. Men i tilfælde af en navmotortype (en metode, hvor hvert dæk drives af en motor), kræves der en inverter til hver motor.
Om typerne af motorer
Der er to hovedtyper af motorer, nemlig børstede skivemotorer og børsteløse motorer. Børstede skivemotorer bruges til små enheder, og da de drives af jævnspænding, er de relativt enkle at styre. Børsteløse motorer understreger energieffektivitet og er velegnede til situationer, der kræver finjustering af rotationshastighed (hastighed). De bruges i traktionsmotorer til kørsel osv. Da de drives af vekselstrøm, er invertere, der konverterer jævnstrøm til vekselstrøm, uundværlige.
Markeds- og udstyrstendenser
I takt med at antallet af elektriske køretøjer stiger, vil antallet af installerede invertere også stige. Derudover, efterhånden som køreydelsen forbedres, bevæger motorerne sig mod højere output, så invertere skal også have højere output (høj effekt). Som de funktioner/ydelser, der kræves af elektroniske komponenter, der udgør invertere i fremtiden, kan "høj effekt", "høj varmemodstand" og "miniaturisering/letvægt" angives. Kravene til hver er som følger.
- Høj effekt
For at understøtte motorens høje output skal inverteren også have høj output (høj effekt). Høj effekt betyder høj spænding (fra de nuværende 400V til 800V i fremtiden) og høj strøm, så de halvledere, der udgør inverteren, skal også understøtte høj effekt.
- Høj varmebestandighed
Efterhånden som elektroniske komponenter miniaturiseres, er mængden af varme, der modtages pr. arealenhed, også stigende. Ved at gøre dem modstandsdygtige over for varme kan ældning forårsaget af varme genereret af selve komponenterne og varme modtaget fra omgivende komponenter forhindres.
- Miniaturisering/letvægt
Faktorer som høj effekt gør udstyret større og tungere, hvilket vil påvirke cruising-området, så det er nødvendigt at understøtte høj effekt, mens det miniaturiseres/let.
Inverterens kredsløbsstruktur
Overordnet struktur
Inverteren er sammensat af følgende kredsløb.
- Støjfilter: Undertrykker støj udefra eller kredsløbet
- Spændingsmåling: Spændingsmåling til styring af konverteringskredsløbet
- Spændingskonverteringskredsløb: Konverterer spænding ved at skifte drift gennem FET osv.
- Strømmåling: Strømmåling til styring af konverteringskredsløbet
- Styrekredsløb: Styrer konverteringskredsløbet mv.
- DC/DC-konverter: Forsyner styrekredsløbet med strøm
- Kommunikation IF: Kommunikationskredsløb med ydersiden
