Kakšen je razlog, da električna vozila vključujejo vgrajene pretvornike izmeničnega v enosmerni tok (AC-DC)?
Vgrajeni pretvorniki AC-DC, ki so pogosto znani tudi kot krovni polnjenje (OBC), so bistvenega pomena za delovanje električnih vozil (EV) in imajo visoke zahteve po prilagoditvi. Takšne naprave so ključne za varno in učinkovito uporabo električne energije, ki se električnim vozilom dobavlja iz različnih virov.
Omogočanje združljivosti z viri izmeničnega toka.
Glavni namen vgrajenega pretvornika izmeničnega (AC) v enosmerni tok (DC) je zagotoviti povezavo med vgrajenim polnjenjem (izmenični tok (AC)), ki ga ponujajo večina polnilnih postaj in vtičnic v gospodinjstvih, ter tokom, v katerem baterije električnih vozil (EV) shranjujejo enosmerni tok (DC). Te baterije ne morejo shranjevati ali uporabljati AC energije; prav tako ne morejo shranjevati ali uporabljati DC energije. Brez vgrajenega pretvornika električna vozila ne bi mogla izkoriščati prevladujoče AC moči v stanovanjskih, komercialnih in javnih omrežjih. Ta združljivost je bistvena, saj omogoča voznikom polnjenje svojih vozil prek obstoječih vtičnic na steni, polnilnikov ranga 2 ali trifaznega komercialnega napajanja brez uporabe zunanjih naprav za pretvorbo.
Nadzor vnosa moči za zagotavljanje varnosti baterije.
Tok in napetost, ki ju dobavlja postopek polnjenja, imata pomembna vpliva na baterije EV. Vgrajeni pretvorniki iz izmeničnega na enosmerno tokokrogo opravljajo funkcije regulatorjev ter stabilizirajo obseg vhodne izmenične napetosti tako, da ustreza specifikacijam baterije. Da se prepreči prekomerno polnjenje, pregrevanje ali uničenje celic baterije, ohranjajo izhodno enosmerno napetost v varnem obsegu. Na primer, pri trifaznem polnilniku 22 kW bo pretvornik prilagodil moč tisti, ki jo baterija sprejme v določenem trenutku, bodisi 11 kW ali 22 kW, ter se izogibal preobremenitvi, ki bi povzročila hitrejše obrabljanje baterije. Takšna natančnost je bistvena za dobro počutje baterije ter za varno uporabo v celotnem življenjskem ciklu avtomobila.
Prilagoditev spremenljivim pogojem polnjenja.
Obseg aplikacij za polnjenje je lahko zelo širok, od polnjenja doma na počasno 120V vtičnico do uporabe polnilnika druge stopnje, ki deluje na 240V. Na krovni pretvorniki premagujejo to nihanje in se prilagodijo na električno napajanje. Pretvornik lahko uporabi okoli 3,3 kW na standardni vtičnici, 7,2 ali 11 kW na polnilniku druge stopnje ter 22 kW na trifaznem priključu. Zaradi svoje prilagodljivosti so električna vozila učinkovita in se jih lahko preprosto polni v različnih okoljih in nastavitvah, tako na dolgih kot na kratkih potih.
V korist učinkovitosti energije in pametnega polnjenja.
Konstrukcija vgrajenega pretvornika iz izmeničnega na enosmerni tok je zelo sodobna, saj se med pretvorbo izmeničnega toka v enosmerni zabeleži manjša izguba moči, kar pomeni večjo energetsko učinkovitost. Ta učinkovitost zmanjša čas polnjenja in prihrani denar, ki bi sicer bil porabljen za električno energijo, kar koristi voznikom. Poleg tega so mnogi pretvorniki povezani z inteligentnimi sistemi v vozilu, zaradi česar se je pojavila možnost takojšnjega polnjenja. Ker komunicira z vgrajenim računalnikom avtomobila, pretvornik lahko odloži postopek polnjenja, dokler cene električne energije niso najnižje, da zagotovi največjo možno učinkovitost in ohranja nizke stroške. Ta konfiguracija omogoča bistveno lažjo uporabo rešitev za pametno polnjenje in praviloma znatno zmanjša stroške uporabe električnega vozila.
Povzeto povedano, dostopno moč je nadzorovana na krmilnikih za pretvorbo izmeničnega napetostnega toka v enosmerni, ki morajo ustrezati omrežju izmeničnega toka, da se zagotovi varnost baterij in nadzor polnjenja v različnih pogojih ter doseže pametno in učinkovito polnjenje. Njihova ključna tehnična značilnost je možnost priključitve električnih vozil na najpogosteje uporabljena električna omrežja ter zagotavljanje ustrezne varnosti glavnim sestavinam baterije, kar omogoča, da so invertorji eden od vrhunskih dosežkov tehnologije električnih avtomobilov.