Punjenje električnog automobila zavisi od tri komponente, a njegovu brzinu će uvek odrediti najslabija karika lanca. Te tri komponente su stanica za punjenje, kabl za punjenje i ugrađeni punjač. Najmanje poznati od ova tri je ugrađeni punjač. Koje su osnovne vrste punjača u vozilu, kako sve to funkcioniše i kakvi su izgledi za budućnost, teme su koje će se objasniti u ovom tekstu.
Na početku, potrebno je reći da postoje dve vrste punjača. Ugrađeni punjač (OBC) koji je ugrađen u automobil i stanica za punjenje, koja može biti naizmenična ili jednosmerna.
Postoje dve osnovne vrste punjenja – jednosmerna ili naizmenična. Ako se koristi naizmenična struja, iz utičnice ili sa stanice za punjenje naizmeničnom strujom, struja prolazi kroz kabl za punjenje do ugrađenog punjača, koji pretvara naizmeničnu struju u jednosmernu i šalje je u bateriju preko sistema za upravljanje baterijom (BMS).
Ako se automobil puni jednosmernom strujom, tada se punjač u vozilu zaobilazi i struja se šalje preko BMS-a direktno na bateriju. Zbog toga se ugrađeni punjač ne koristi tokom DC punjenja, ali ovaj stil punjenja ima veće zahteve za BMS.
Ugrađeni punjač omogućava da kontroliše struju i napon pri kojem baterija treba da se puni (napon ili režim kontrole struje), čime se vodi računa o životnom veku baterije.
Punjač nudi punjenje konstantnom strujom ili konstantnim naponom, a oba su laka za rukovanje. Svaki od njih ima svoje prednosti i mane. U slučaju punjenja konstantnom strujom, postoji visoka efikasnost i brzina punjenja, ali postoji i rizik da će baterija biti prenapunjenja u kasnijoj fazi, a njen životni vek smanjen. U slučaju punjenja konstantnim naponom postoji rizik da u bateriju od početka teče previše struje, što će je previše zagrejati i ponovo joj skratiti životni vek.
Tako punjač obezbeđuje da se u početku puni konstantnom strujom, čime se održava brzina i efikasnost, a kada napon na oba kraja baterije dostigne određenu amplitudu, prelazi u punjenje konstantnim naponom. Ovaj sistem naziva se strategija punjenja i to je najvažnija funkcija ugrađenog punjača.
Prva faza je takozvani PFC stepen, koji pretvara naizmeničnu struju u jednosmernu. Ovaj deo punjača odlučuje da li će moći da koristi jednu, dve ili sve tri faze naizmenične struje. Izlazni napon od 700V zatim prelazi u drugu fazu.
Druga faza se zove LLC pretvarač. Ulaz je gore pomenutih 700V, a izlaz je napon potreban bateriji u datom trenutku punjenja.
Ugrađeni punjači se mogu podeliti prema tome koliko faza mogu da koriste (jednu, dve ili tri) i prema njihovom izlazu. Izlazna snaga ugrađenih punjača obično je u rasponu između 3,7kW i 22kW. Ove dve karakteristike određuju cenu punjača, a samim tim i cenu celog električnog automobila.
Standardni AVID punjač ima jednu snagu od 7,3kW ako koristi samo jednu fazu ili 22kW ako koristi tri faze. Punjač takođe može da otkrije da li će moći da koristi samo jednu fazu ili tri. Kada se poveže na kućnu AC stanicu koja će takođe imati izlaz od 22kW, tada će vreme punjenja zavisiti samo od kapaciteta baterije.
Napon koji ovaj ugrađeni punjač može da prihvati je 110-260 V AC u slučaju priključenja samo na jednu fazu (36-440 V u slučaju korišćenja tri faze). Izlazni napon koji ide na beteriju je u opsegu od 450-850 V.
Pošto brzina punjanja električnog automobila zavisi od snage najslabije karike, postoji tendencija ka sve snažnijim punjačima u vozilu. Trenutna istraživanja se uglavnom fokusiraju na smanjenje dimenzija i težine punjača sa naglaskom na visoku gustinu energije, visoku efikasnost punjenja i dobro rasipanje toplote.
Istraživanje prvog dela punjača je uznapredovalo i trenutno postiže efikasnost od 98%. Dakle, ukupna efikasnost zavisi uglavnom od dizajna i efikasnosti DC-DC pretvarača u drugoj fazi.
Pored toga, električni automobili su takođe opremljeni sopstvenim pogonom, koji može da promeni struju sa naizmenične u jednosmernu.
Izvor: EVEXPERT
