OBC (보드 충전기) 란 무엇입니까? 전기 자동차 충전에 대한 포괄적 인 안내서

전기 자동차 (EVS)는 운송에 대한 생각을 혁신하여 전통적인 차량에 대한 친환경적이고 효율적인 대안을 제공합니다. 그러나 EV 소유권의 중요한 측면 중 하나는 이러한 차량이 어떻게 청구되는지와 가능한 기술을 이해하는 것입니다. 이 시스템의 핵심에는 전기를 배터리의 유용한 에너지로 변환하는 주요 구성 요소 인 OBC (보드 충전기)가 있습니다.

소개

전 세계 전기 이동성으로의 전환은 온실 가스 배출을 줄이고 화석 연료에 대한 의존도를 최소화하며 재생 가능한 에너지 원을 수용해야 할 필요성에 의해 주도됩니다. EV가 더 일반화됨에 따라 충전 시스템을 이해해야합니다.

EV를 충전하려면 콘센트에 연결하는 것보다 훨씬 더 많은 것입니다. 그리드의 전원을 차량의 배터리가 사용할 수있는 형태로 변환하려면 정교한 메커니즘이 필요합니다. 그만큼OBC (보드 충전기)이 메커니즘입니다.

이 안내서는 EV OBC의 기능, EV에 필수적인 이유 및 외부 충전기와 비교하는 방법에 대한 통찰력을 제공하여 EV의 충전 요구에 대한 정보에 근거한 결정을 내릴 수있는 지식을 갖추게됩니다.

OBC (보드 충전기) 란 무엇입니까?

OBC (보드 충전기)는 충전 공정을 용이하게하는 전기 자동차 (EVS)에 통합 된 중요한 구성 요소입니다. EV OBC의 주요 기능은 표준 홈 아울렛 또는 공개 충전소와 같은 외부 전원 (AC)을 외부 전원에서 전환하는 것입니다. 전기 자동차 배터리는 DC 전원 만 저장하고 사용할 수 있기 때문에이 변환이 필요하지만 전기 콘센트와 같은 대부분의 전원은 AC 전원을 공급합니다.

EV OBC의 주요 기능 :

1.전력 변환 :
EV OBC는 들어오는 AC 전기를 그리드에서 차량 배터리에서 사용할 수있는 DC 전원으로 효율적으로 변환합니다. 이 과정은 차량의 배터리가 저장에 적합한 유형의 전력을 수신하도록합니다. 이 전환의 효율성은 충전 과정에서 에너지 사용을 극대화하고 폐기물을 최소화하는 데 중요합니다.

2.청구 관리 :
EV OBC는 전원을 변환하는 것이 아닙니다. 또한 충전 프로세스 자체를 관리합니다. 배터리에 공급되는 전류 및 전압의 양을 조절하여 배터리가 안전하고 효율적으로 충전되도록합니다. 이 규정은 부적절한 충전으로 인한 손상을 피하여 배터리가 피크 성능에서 작동하도록합니다.

3.배터리 보호 :
EV OBC는 충전 과정에서 배터리를 보호 할 책임이 있습니다. 온도 및 전압과 같은 요인을 모니터링하여 과충전 또는 과열을 방지하여 배터리의 수명을 줄일 수 있습니다. 이 기능은 배터리가 제어 된 환경에서 충전되어 수명을 확장하고 최적의 성능을 유지하도록합니다.

EV OBC가 없으면 EV는 이러한 기능을 수행하기 위해 부피가 큰 외부 충전기가 필요하므로 충전 프로세스는 차량 설계에 훨씬 덜 편리하고 덜 통합됩니다. OBC는 전기 자동차의 편의성과 기능에 필수적인 매끄럽고 차량 내 충전을 허용합니다.

OBC는 어떻게 작동합니까?

온 보드 충전기 (OBC)는 외부 전원과 차량의 배터리 사이의 중개자 역할을하는 전기 자동차 (EV)의 중요한 구성 요소입니다. OBC는 차량이 배터리를 안전하고 효율적으로 충전하는 데 필요한 적절한 유형과 전력의 양을 받도록합니다. 다음은 OBC의 작동 방식에 대한 자세한 내용입니다.

온보드 충전기는 다양한 기능을 갖춘 전기 자동차에서 중요한 역할을하며 BMS (배터리 관리 시스템) 및 차량 모니터링 시스템과 통신하는 것이 중요합니다. 고속 네트워크를 통해 BMS와 상호 작용할 수 있으므로 BMS의 지침에 따라 전원 배터리 상태에 가장 적합한 전류 및 전압 매개 변수를 동적으로 출력하고 배터리의 최적 충전 모드를 선택할 수 있습니다. 팩. 충전 프로세스 중에 BMS는 전원 배터리 팩의 전압, 전류, 온도 및 연결 상태를 주로 모니터링하여 배터리를 제어하고 보호합니다. 고속 캔 네트워크를 통해 차량 모니터링 시스템과 통신하고, 자체 작업 상태를 업로드하고, 작동 매개 변수 및 결함 경보 정보를 업로드하고, 충전을 시작하거나 충전을 중지하도록 제어 명령을 수락하십시오. 또한 완전한 보안 보호 기능도 있습니다. 예를 들어, AC 입력 과전압 보호, AC 입력 언더 전압 경보, AC 입력 과전류 보호, DC 출력 과전류 보호, DC 출력 단락 보호, 출력 소프트 스타트, 현재 충격 방지, 화염 지연 등 이 기능은 충전 중에 배터리를 보호하고, 과열, 과충전 및 단락과 같은 위험한 상황의 발생을 방지하며, 배터리. 온보드 OBC는 AC 입력 포트, 전원 장치, 제어 장치, 저전압 보조 장치 및 DC 출력 포트를 포함한 여러 부품으로 구성됩니다. AC 입력 포트는 전원 그리드에서 AC 전원을 수신 할 책임이 있으며 일반적으로 7 개의 핀 포트와 3 가지 유형의 연결이 있습니다. 표준 입력 인터페이스는 220V의 전력 주파수 단일 위상 입력 전압을 채택하며 전력이 필요한 경우 380V 입력을 달성하도록 두 개의 여분의 핀을 활성화 할 수 있습니다.

충전 에너지의 전송 채널이므로 전력 장치는 주로 전자기 간섭 억제 모듈, 정류기 모듈, 전력 계수 보정 모듈, 필터 모듈, 풀 브리지 변환 모듈 및 DC 출력 모듈을 포함합니다. 제어 장치의 협력을 통해 입력 전력 주파수 교대 전류는 전원 배터리 시스템이 허용 할 수있는 적절한 전압에 적합한 직류로 변환됩니다. 제어 장치는 온보드 충전기의 핵심 부분으로, 스위칭 장치를 통해 전원 장치의 변환 프로세스를 제어하고 폐 루프 제어를 통해 변환 기능을 정확하게 완료하고 보호 기능을 제공합니다. 주로 1 차 측면 감지 및 보호 모듈, 과전류 감지 및 보호 모듈, 과전압/저전압 모니터링 및 보호 모듈 및 DSP 주 제어 모듈이 포함됩니다. 저전압 보조 장치는 제어 장치의 전자 장치에 저전압 전원 공급 장치를 제공하고 시스템과 외부 세계 간의 연결을 실현합니다. 주로 CAN 통신 모듈, 보조 전원 공급 장치 모듈 및 휴먼 컴퓨터 상호 작용 모듈이 포함됩니다. DC 출력 포트는 저전압 보조 전원 공급 장치의 양 및 음수 극에있는 2 개의 핀을 포함하여 배터리에 DC 전원을 공급하는 데 도움이됩니다. , 통신 라인은 CANH 및 CANL (SHILDING을 가질 수 있음) 및 충전 요청 신호 라인입니다.

온보드 충전기 유형

모든 OBC가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 다른 EV 모델에는 의도 된 사용 및 충전 인프라를 기반으로 특정 유형의 OBC가 장착되어 있습니다.

일반적으로 온보드 충전기는 일방 통행 온보드 충전기, 양방향 온보드 충전기 및 통합 온보드 충전기로 나눌 수 있습니다.

·(단위 방향 온보드 충전기) ： 전력은 일반적으로 고주파 스위칭 전원 공급 장치 기술을 사용하여 한 방향으로 흐르며 토폴로지는 단일 단계 구조 및 2 단계 구조로 나뉩니다. 충전 기능 만.

·(양방향 온보드 충전기) ： 전력은 양방향 AC-DC 변환기와 양방향 DC-DC 변환기로 구성된 2 단계 변환 구조를 사용하여 양방향으로 흐릅니다. 충전 기능과 인버터 기능이 모두 있습니다.

·전력은 양방향 AC-DC 변환기와 양방향 DC-DC 변환기로 구성된 2 단계 변환 구조를 사용하여 주로 양방향으로 흐릅니다. 충전 기능과 인버터 기능이 모두 있습니다.

·V2L (차량으로로드) 인버터 기능 : 온보드 전원 배터리에서 전력을 가져 와서 양방향 온보드 충전기, AC 충전 포트 및 특수 V2L AC 소켓 보드를 통해 지상 전기 장비에 220VAC AC 전원을 제공합니다.

·v2g (차량 투 그리드) 인버터 기능 : 온보드 전원 배터리에서 전력을 가져 가서 양방향 온보드 충전기, AC 충전 포트 및 접지 AC 충전 파일을 통해 전원 그리드에 연결하십시오.

·온보드 충전기 통합 :OBC 、 DC-DC 、 PDUAND 기타 온보드 전력 통합 ： OBC+DC-DC2-in-1 통합 、 OBC+DC-DC+PDU3-in-1 통합 ；

·모터, 전자 제어, 감속기 、 OBC 、 DC-DC 、 BMS Electric Drive + 온보드 전력 통합 : 올인원 통합.

전기 자동차에서 OBC 사용의 장점

OBC (보드 충전기)를 전기 자동차 (EVS)에 통합하면 전체 EV 소유권 경험을 향상시키는 수많은 이점이 있습니다. 다음은 OBC를 사용하는 데있어 몇 가지 주요 이점입니다.

1. 편의성 :

OBC를 사용하면 EV 소유자가 추가 외부 장비 없이도 표준 전원 콘센트 또는 전용 EV 충전기에서 차량을 충전 할 수 있습니다. 이 내장 솔루션은 추가 충전 장치를 운반하거나 특수 충전소를 찾는 번거 로움을 제거하여 집이나 이동 중에 차량을 쉽게 충전 할 수 있습니다.

2. 효율성 :

OBC는 전환 과정에서 교대 전류 (AC)에서 직류 (DC)까지 에너지 손실을 최소화합니다. 효율적인 에너지 전달을 보장함으로써 전기 사용을 최적화하여 더 빠르고 효과적인 충전을 허용하여 시간과 비용을 모두 절약 할 수 있습니다.

3. 안전 :

최신 OBC에는 과충전, 과열 및 단락에 대한 보호와 같은 고급 안전 기능이 장착되어 있습니다. 이 내장 보호 조치는 배터리와 차량의 전기 시스템의 안전성을 보장하여 충전 공정에서 손상의 위험을 줄입니다.

4. 이식성 :

내장 시스템으로서 OBC는 부피가 큰 외부 충전 장치를 운반 할 필요가 없습니다. 이 간소화 된 설정은 EV를보다 사용자 친화적이며 걱정할 구성 요소가 적습니다.

5. 유연성 :

OBC는 다양한 충전 표준과 호환되므로 EV가 가정, 공공 충전소 또는 직장 충전기 등 다른 위치에서 충전 할 수 있습니다. 이 유연성은 EV를 소유하는 편의성을 향상시킵니다.

6. 비용 절감 :

값 비싼 외부 충전기, 특히 주택 충전 설정에 대한 의존도를 줄임으로써 OBC는 EV 소유자가 선불 및 장기 비용을 절약 할 수 있도록 도와줍니다. 충전 프로세스를 단순화하고 특수 충전 장비의 필요성을 제거합니다.

현대 OBC의 주요 특징

현대적인 EV OBC는 전기 자동차 사용자의 진화하는 요구를 충족 시키도록 설계되었습니다. 눈에 띄는 기능은 다음과 같습니다.

• 고효율 :많은 OBC가 이제 95%이상의 효율을 달성하여 에너지 폐기물을 감소시킵니다.
• 작고 가벼운 디자인 :고급 재료와 설계는 OBC를 덜 부피가 크게 만들어 차량 효율에 기여합니다.
• 스마트 충전 :앱 및 스마트 홈 시스템과의 통합을 통해 사용자는 청구 세션을 예약하고 모니터링 할 수 있습니다.
• 열 관리 시스템 :내장형 냉각 메커니즘은 과열을 방지하여 안정적인 성능을 보장합니다.
• 넓은 전압 범위 :다중 전압 레벨을 지원하면 다양한 전력 표준을 가진 다른 지역에서 충전 할 수 있습니다.

OBC 대 외부 충전기 : 차이점은 무엇입니까?

OBC (보드 충전기)와 외부 충전기의 구별은 EV 충전 인프라를 이해하는 데 필수적입니다.

OBC는 일상적인 충전에 적합하지만 외부 충전기는 종종 공공소에서 빠른 충전에 사용됩니다.

OBC를 유지하기위한 팁

효율성, 신뢰성 및 수명을 보장하기 위해서는 온보드 충전기 (OBC)를 유지하는 것이 필수적입니다. 다음 팁을 따르십시오. OBC를 최적의 조건으로 유지하십시오.

1. 호환 충전기를 사용하십시오

제조업체가 요약 한 사양을 충족하는 전원 및 충전기를 사용하여 항상 EV를 충전하십시오. 양립 할 수없는 충전기를 사용하면 OBC가 긴장되어 차량의 전기 시스템을 손상시킬 수 있습니다.

2. 정기적으로 검사하십시오

충전 포트와 케이블이 물리적 손상, 먼지 또는 부식을 주기적으로 확인하십시오. 적절한 전기 접촉을 보장하고 잔해 또는 마모로 인한 충전 중단을 방지하기 위해 포트를 부드럽게 청소하십시오.

3. 충전 동작을 모니터링하십시오

차량의 충전 행동에주의를 기울이십시오. 대시 보드에 표시된 충전 시간, 이상한 소음 또는 오류 코드와 같은 비정상적인 징후는주의가 필요한 OBC의 문제를 나타낼 수 있습니다.

4. 업데이트를 설치하십시오

OBC 펌웨어를 제조업체에서 제공하는 최신 소프트웨어로 업데이트하십시오. 업데이트에는 종종 성능 향상, 새로운 기능 및 알려진 문제에 대한 수정이 포함됩니다.

5. 전문가에게 상담하십시오

OBC에 대한 수리 또는 우려 사항은 인증 된 EV 기술자에게 문의하십시오. 복잡한 전기 구성 요소를 직접 해결하려고하면 추가 문제 나 무효 보증이 발생할 수 있습니다.

온보드 OBC를위한 전원 장치 선택

온보드 충전기 OBC는 전기 자동차의 충전 전력 및 효율을 결정하는 주요 구성 요소 중 하나이며, 실리콘 기반 고전압 MOSFET 및 IGBT, SIC SBD 및 SIC MOSFET과 같은 전력 반도체는 직류 및 OBC의 교대 전류의 변환.

실리콘 카바이드 MOSFETS, 실리콘 슈퍼 접합 MOSFET 및 IGBTS 비교

SIC MOSFET은 PFC, 1 차 측면 DCDC 및 2 차 측정 (양방향)에 사용할 수 있으며 800VDC 배터리 시스템에는 권장됩니다. 이 기술은 IGBT 또는 Silicon Super Junction MOSFET에 비해 가장 높은 효율과 전력 밀도를 달성합니다. SIC MOSFET을 사용하는 많은 설계 중에서, 하이브리드 솔루션, 즉 IGBT 또는 실리콘 초기 장애 MOSFET도 OBC의 일부 전력 단계에 사용될 수 있습니다.

1. 400VDC 배터리 시스템에서 전통적인 스텝 업 또는 비틀 거리는 부스트 토폴로지가 사용되면 SIC MOSFET의 효율이 0.2% -0.5% 증가 할 수 있습니다. 1 차 DCDC 또는 2 차 측정 (양방향)에 사용되는 경우 전력 밀도 및 효율을 향상시킬 수 있습니다. 실리콘 카바이드 MOSFET은 열 하중을 줄이는 데 효율성이 중요한 더 높은 전력 수준에서 사용될 때 더 큰 이점을 제공 할 수 있습니다.

2. 800VDC 배터리 시스템에는 1200V SIC MOSFET을 사용하고 400VDC 배터리 시스템에는 650V SIC MOSFET을 사용하는 것이 좋습니다. 토템 폴 PFC를 사용할 때 실리콘 카바이드 MOSFET 기술은 배터리 전압에 권장되는 솔루션입니다.

3. Silicon Super Junction MOSFET은 PFC, 1 차 측면 DCDC 및 2 차 측정 (양방향)에 사용할 수 있습니다. Silicon Super Junction MOSFET은 전통적인 부스트, Bridgeless Boost 및 Vienna 정류기 디자인에서 PFC에 적합하지만 토템 PFC에 사용될 때는 그렇지 않습니다. 하드 스위치 토템 폴 PFC의 단점은 바디 다이오드의 역 회복 손실과 연속 전도 모드에서 작동 할 수없는 것입니다. IGBT와 비교하여 실리콘 초합 MOSFET은 더 높은 스위칭 속도와 효율을 갖습니다. 공칭 전압이 400VDC 인 OBC 셀의 경우, 650V 실리콘 초기 장애 MOSFET은 양방향 설계에서 1 차 및 2 차 정류에 이상적입니다.

IGBT에는 차체 다이오드가 내장되어 있지 않으며 내부에 다이오드를 포장하거나 외부 다이오드를 병렬로 연결해야합니다. 하이브리드 IGBT에는 패키지에 실리콘 카바이드 다이오드가 포함되어 있습니다.

1. PFC의 경우, IGBT는 대부분의 토폴로지에서 사용될 수 있으며 다른 기술이 "고속"튜브에 사용 되더라도 토템 폴 PFC의 "저속"튜브에 사용할 수 있습니다. 1 차 DCDC 변환 비용을 고려할 때 IGBT는 전력 수준이 낮은 설계에 사용할 수 있습니다.

2. 스위칭 속도가 느리고 효율이 낮은 효율성은 실리콘 초기 MOSFET 또는 실리콘 카바이드 MOSFET에 비해 허용 가능한 디자인 범위 내에 있어야합니다. IGBT는 또한 저전력 양방향 설계에서 2 차 측정 정류에 사용될 수 있지만, 높은 스위칭 손실 (실리콘 초기 또는 실리콘 카바이드 MOSFET에 비해)으로 인해 일반적으로 사용되지 않습니다.

3. 실리콘 다이오드와 실리콘 카바이드 다이오드의 비교 : 실리콘 다이오드는 400V 배터리 시스템에서 OBC PFC 단계 및 2 차 측정 (단방향 설계)에 사용될 수 있습니다. 실리콘 카바이드 다이오드는 높은 전력 밀도, 고전압 등급 및 역 복구 손실이 없기 때문에 800V 배터리 시스템에 이상적입니다. SIC 다이오드는 또한 효율을 높이기 위해 낮은 전압에서 작동 할 수 있습니다.

결론

OBC (보드 충전기)는 전기 자동차 기술의 초석으로 효율적이고 안전한 배터리 충전을 가능하게합니다. 에너지 흐름을 전환, 조절 및 모니터링하는 능력은 EV 소유자가 매일 사용하고 긴 여행을 위해 차량에 의존 할 수 있도록합니다.

에너지 효율을 향상하려면 WBG 전력 장치와 같은 새로운 반도체 재료의 도움이 필요합니다. 예를 들어, 자동차 산업의 양방향 OBC는 V2G와 같은 혁신적인 녹색 에너지 사용 사례를 지원하는 동시에 전력 효율 향상, 크기 감소, 체중 감소 및 전체 비용 감소를 포함하여 응용 분야의 새로운 재료의 이점을 결합합니다. Pumbaa EV는 세계 최고의 OBC 및 지원 기술 공급 업체로서 고객과 협력하여 더 친환경적이고 지속 가능한 미래를 만들고 있습니다.

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