Spiegazione dettagliata degli inverter nei veicoli elettrici
Un inverter è un dispositivo che converte la corrente continua (CC) fornita dalla batteria in corrente alternata (CA). Il motore di un veicolo elettrico aziona le ruote con questa corrente alternata. Per migliorare l’efficienza energetica dell’intero veicolo elettrico, la perdita di energia dell’inverter deve essere ridotta al minimo.
Panoramica degli inverter
Un inverter in un veicolo elettrico è un dispositivo che converte la corrente continua (CC) fornita dalla batteria in corrente alternata (CA). Questo perché il motore di trazione installato nei veicoli elettrici è azionato principalmente da corrente alternata. La potenza in uscita dell'inverter viene impostata in base alla potenza in uscita del motore (da 30 kW a 400 kW, ecc.).
Di solito, il numero di inverter installati in un'auto è compreso tra 1 e 2. Tuttavia, nel caso del tipo con motore nel mozzo (un metodo in cui ciascun pneumatico è azionato da un motore), è necessario un inverter per ciascun motore.
Informazioni sui tipi di motori
Esistono due tipi principali di motori, vale a dire motori a disco con spazzole e motori brushless. I motori a disco con spazzole vengono utilizzati per dispositivi di piccole dimensioni e, poiché sono azionati dalla tensione CC, sono relativamente semplici da controllare. I motori brushless enfatizzano l'efficienza energetica e sono adatti a situazioni che richiedono una regolazione precisa della velocità di rotazione (velocità). Sono utilizzati nei motori di trazione per la guida, ecc. Poiché sono azionati da corrente alternata, sono indispensabili inverter che convertono la corrente continua in corrente alternata.
Tendenze del mercato e delle attrezzature
Con l’aumento del numero dei veicoli elettrici aumenterà anche il numero degli inverter installati. Inoltre, man mano che le prestazioni di guida migliorano, i motori si stanno muovendo verso una potenza maggiore, quindi anche gli inverter devono avere una potenza maggiore (alta potenza). Tra le funzioni/prestazioni richieste dai componenti elettronici che costituiranno gli inverter del futuro si possono elencare "alta potenza", "elevata resistenza al calore" e "miniaturizzazione/leggerezza". I requisiti per ciascuno sono i seguenti.
- Alta potenza
Per supportare l'elevata potenza del motore, anche l'inverter deve avere una potenza elevata (alta potenza). Alta potenza significa alta tensione (dagli attuali 400 V a 800 V in futuro) e corrente elevata, quindi anche i semiconduttori che costituiscono l'inverter devono supportare un'elevata potenza.
- Elevata resistenza al calore
Man mano che i componenti elettronici vengono miniaturizzati, aumenta anche la quantità di calore ricevuta per unità di superficie. Rendendoli resistenti al calore, è possibile prevenire l'invecchiamento causato dal calore generato dai componenti stessi e dal calore ricevuto dai componenti circostanti.
- Miniaturizzazione/leggerezza
Fattori come l'elevata potenza rendono l'attrezzatura più grande e più pesante, il che influirà sull'autonomia di crociera, quindi è necessario supportare l'elevata potenza pur miniaturizzandola/leggera.
Struttura circuitale dell'inverter
Struttura complessiva
L'inverter è composto dai seguenti circuiti.
- Filtro antirumore: sopprime il rumore proveniente dall'esterno o dal circuito
- Misura della tensione: misura della tensione per il controllo del circuito di conversione
- Circuito di conversione della tensione: converte la tensione commutando l'operazione tramite FET, ecc.
- Misurazione della corrente: Misurazione della corrente per il controllo del circuito di conversione
- Circuito di controllo: controlla il circuito di conversione, ecc.
- Convertitore DC/DC: fornisce alimentazione al circuito di controllo
- Communication IF: Circuito di comunicazione con l'esterno
