خوراکی های کلیدی

• کامیون ها 24 ولت، لوازم جانبی 12 ولت کار می کنند. یک ماژول کاهنده این دو را بدون ضربه زدن به یک باتری در جفت سری، پل می کند.

• وسایل کمکی EV هنوز به یک ریل ولتاژ پایین نیاز دارند. یک ماژول برق کمکی ایزوله جایگزین دینام می شود و 12 ولت را از بسته کششی نگه می دارد.

• Load dump رویداد ورودی تعیین کننده است. بستن ولتاژ 40 ولت به 100 ولت تصمیم می گیرد که آیا الکترونیک پایین دستی زنده بماند یا خیر.

• گلدان یک بخش مکانیکی است، نه یک پوشش. اجزاء را در برابر لرزش لنگر می اندازد و گرما را به محفظه می برد.

• اندازه برای بار مداوم، سپس هجوم را بررسی کنید. موتورها و رله‌ها در هنگام راه‌اندازی سه تا پنج برابر جریان جاری خود را می‌کشند.

• جریان ساکن وسایل نقلیه پارک شده را تخلیه می کند. ردیاب باقی مانده روی مبدل با کشش بالا در حالت آماده به کار، باتری را صاف می کند.

مقدمه

یک مبدل dc dc خودرو دستگاه تهویه کننده انرژی ضروری است که به طور خاص برای مدیریت محیط های الکتریکی فرار موجود در وسایل نقلیه مهندسی شده است. این مبدل‌ها چه پر کردن شکاف بین بسته باتری ولتاژ بالا و لوازم جانبی ولتاژ پایین در یک وسیله نقلیه الکتریکی (EV) و چه تنظیم کننده قدرت برای تله‌ماتیک در کامیون‌های تجاری سنگین، تحویل انرژی پایدار را تضمین می‌کنند. آنها باید در برابر تغییرات ولتاژ شدید، چرخه حرارتی تهاجمی، و لرزش فیزیکی ثابت مقاومت کنند، که طراحی آنها را بسیار قوی تر از منابع تغذیه تجاری استاندارد می کند. الف مبدل ضد آب 12 ولت به 28 ولت برای بارهای وسیله نقلیه یک نمونه معمولی از نحوه بسته بندی این استحکام است.

چرا برق کمکی 12 ولت / 24 ولت در خودروهای تجاری حیاتی است

ادغام یک مبدل dc-dc خودرو ناهموار در ناوگان تجاری و ماشین‌آلات سنگین چالش‌های توزیع برق سیستمی را در شبکه‌های چند ولتاژی حل می‌کند.

نقش سیستم های 24 ولت در کامیون های سنگین

برخلاف وسایل نقلیه مسافربری، کامیون‌های تجاری، اتوبوس‌ها و تجهیزات زمینی عمدتاً از معماری الکتریکی 24 ولت استفاده می‌کنند. این ولتاژ بالاتر جریان مورد نیاز برای انتقال نیرو را کاهش می‌دهد و به سیم‌کشی‌های نازک‌تر و کاهش وزن قابل توجه در طول شاسی‌های طولانی اجازه می‌دهد. با این حال، ناوگان‌های مدرن به نصب ردیابی GPS، سیستم‌های تله‌ماتیک مدیریت ناوگان، دوربین‌های داش‌کم، و سیستم‌های اطلاعات سرگرمی راننده نیاز دارند که بیشتر آنها به صورت بومی برای ورودی‌های 12 ولت طراحی شده‌اند. یک مبدل کاهنده قابل اعتماد برای تغذیه این وسایل الکترونیکی بدون تخلیه یک باتری در پیکربندی سری 24 ولت الزامی است، که باعث عدم تعادل و خرابی زودرس باتری می شود.

ماژول های برق کمکی EV (APM)

در خودروهای الکتریکی، باتری کششی در ولتاژهای بسیار بالا، معمولاً 400 ولت یا 800 ولت کار می کند. با این حال، اجزای سنتی خودرو مانند روشنایی، برف پاک کن ها، ECU های فرمان برقی و موتور دمنده تهویه مطبوع همچنان در یک باس 12 ولت یا 24 ولت DC کار می کنند. یک مبدل DC-DC ایزوله که به عنوان ماژول برق کمکی (APM) عمل می کند، ولتاژ کشش بالا را کاهش می دهد تا باتری کمکی ولتاژ پایین را شارژ کند و این سیستم های قدیمی را تغذیه کند، و به طور موثر جایگزین دینام مکانیکی موجود در خودروهای موتور احتراق داخلی (ICE) می شود.

تخلیه بار و کاهش گذرا ولتاژ

محیط الکتریکی در اتوبوس دینام یک وسیله نقلیه به شدت کثیف است. رویدادهای گذرا مانند «بار تخلیه» - که زمانی رخ می دهد که یک باتری تخلیه شده به طور ناگهانی در حالی که دینام در حال تولید جریان شارژ است جدا می شود - می تواند گذرگاه 12 ولت یا 24 ولت را تا 40 ولت یا 100 ولت برای چند صد میلی ثانیه افزایش دهد. مبدل‌های خودرویی با مراحل ورودی به شدت تقویت‌شده طراحی شده‌اند تا این نوسان‌ها را محکم کنند، و تضمین می‌کنند که الکترونیک 12 ولتی پایین دست از تخریب فاجعه‌بار اضافه ولتاژ محافظت می‌شود.

جدول 1: معماری کمکی 12 ولت و 24 ولت در خودروهای تجاری

مدیریت ارتعاشات و دماهای شدید در خودرو

استقرار مبدل dc به dc خودرو مستلزم پرداختن به عوامل استرس زای محیطی است که باعث از کار افتادن زودرس منابع تغذیه استاندارد صنعتی می شود.

مقاومت در برابر شوک و لرزش مکانیکی

وسایل نقلیه، به‌ویژه ماشین‌های خارج از جاده و کامیون‌های سنگین، قطعات الکترونیکی را در معرض لرزش ثابت چند محوره و شوک‌های مکانیکی ناگهانی قرار می‌دهند. برای مبارزه با این، ماژول‌های قدرت خودرو از فناوری تمام گلدان استفاده می‌کنند. حفره داخلی مبدل با یک ترکیب تخصصی اپوکسی یا سیلیکونی رسانای حرارتی پر شده است. این گلدان به طور ایمن هر قطعه نصب شده روی سطح و سوراخ را به PCB متصل می کند و از خستگی مفصل لحیم کاری و شکستگی فیزیکی ناشی از فرکانس های تشدید تولید شده در حین حمل و نقل جلوگیری می کند.

چرخه حرارتی و دماهای محیطی شدید

محیط های زیر کاپوت و شاسی دارای نوسانات شدید دما هستند. یک مبدل ممکن است در یک شب زمستانی در معرض 40- درجه سانتیگراد قرار گیرد و در تابستان در طول کارکرد موتور با بار بالا به سرعت تا +85 درجه سانتیگراد یا حتی +105 درجه سانتیگراد گرم شود. واحدهای درجه یک خودرو با استفاده از خازن های با دامنه دمایی وسیع و ماسفت های سنگین ساخته می شوند. علاوه بر این، ترکیب گلدانی اتلاف حرارتی عالی را تسهیل می‌کند، گرما را از نقاط داغ داخلی دور می‌کند و آن را به محفظه شاسی آلومینیومی منتقل می‌کند، که به عنوان یک هیت سینک یکپارچه عمل می‌کند.

حفاظت از نفوذ (رده بندی IP) برای محیط های خشن

مبدل های نصب شده در خارج از کابین در معرض اسپری آب، نمک جاده، گرد و غبار و مواد شیمیایی خورنده هستند. امتیاز بالای حفاظت از نفوذ، معمولاً IP67 یا IP68، غیرقابل مذاکره است. محفظه آلومینیومی، واشرهای مهر و موم شده و گلدان پلی اورتان تضمین می کند که قطعات الکترونیکی حساس به طور کامل مهر و موم شده اند. این از ورود رطوبت که در غیر این صورت منجر به رشد دندریتی، اتصال کوتاه و خوردگی آثار مس داخلی می‌شود، جلوگیری می‌کند.

جدول 2: تنش وسیله نقلیه در برابر پاسخ طراحی مبدل

در جایی که یک شاسی 12 ولت باید یک آسانسور 24 ولت یا مدار روشنایی را تغذیه کند، یک ماژول تقویت IP68 12 ولت به 24 ولت برای همان محیط زیر بدنه واحدهای کشویی مهر و موم شده است.

نحوه اندازه گیری مبدل برای بارهای کمکی کامیون و خودروهای الکتریکی

انتخاب صحیح ظرفیت مبدل dc-dc خودرو، قابلیت اطمینان سیستم را بدون متحمل شدن هزینه‌های غیرضروری ناشی از مهندسی بیش از حد منبع تغذیه تضمین می‌کند.

محاسبه نیازهای بار پیوسته

اولین گام، ممیزی مصرف برق مداوم تمام دستگاه های متصل است. آمپر نامی واحد تله‌ماتیک، رادیوهای ارتباطی، روشنایی کابین و سایر لوازم جانبی دیگر را اضافه کنید. به عنوان مثال، اگر کشش پیوسته ترکیبی 15 آمپر در 12 ولت (180 وات) باشد، یک مبدل استاندارد 20 آمپر حاشیه عملیاتی ایمن را فراهم می کند. این بهترین روش صنعتی است که مبدل را به اندازه ای اندازه گیری کنید که بار پیوسته تقریباً با 70٪ تا 80٪ حداکثر ظرفیت نامی ماژول کار کند و کارایی و عملکرد حرارتی را بهینه کند.

حسابداری برای اوج جریان های هجومی

بسیاری از بارهای خودرو بسیار القایی یا خازنی هستند. موتورها (مانند برف پاک کن ها یا فن ها)، رله ها، و لامپ های رشته ای به یک موج عظیم جریان در هنگام راه اندازی نیاز دارند - اغلب 3 تا 5 برابر جریان اسمی آنها. اگر اندازه مبدل برای رسیدگی به این هجوم گذرا نباشد، محافظت از جریان بیش از حد داخلی (OCP) فعال می شود و باعث می شود سیستم به طور مداوم راه اندازی مجدد شود یا راه اندازی نشود. همیشه بررسی کنید که ظرفیت اوج موج مبدل (مثلاً 150 درصد بار برای 5 ثانیه) با مشخصات راه‌اندازی سنگین‌ترین بار القایی در گذرگاه مطابقت دارد.

مدیریت جریان ساکن (کشش آماده به کار)

هنگامی که احتراق خودرو خاموش است، سیستم‌های خاصی مانند ماژول‌های هشدار و ردیاب‌های GPS فعال باقی می‌مانند. مبدل باید فعال بماند اما حداقل نیروی انگلی را از باتری اصلی خودرو بگیرد تا از تخلیه آن در آخر هفته های طولانی جلوگیری کند. بررسی جریان ساکن مبدل - که اغلب جریان ورودی بدون بار نامیده می شود - بسیار مهم است. یک مبدل خودرویی که به خوبی طراحی شده باشد، دارای کشش در حالت آماده به کار بسیار کم است که معمولاً در میلی آمپرهای پایین اندازه گیری می شود.

الف مبدل تقویت کننده 12 ولت به 48 ولت با درجه بندی 1 آمپر به 20 آمپر، همان منطق اندازه را نشان می دهد که به سمت بالا اعمال می شود، جایی که جریان ورودی با افزایش نسبت افزایش می یابد.

نتیجه گیری

تبدیل توان قابل اعتماد ستون فقرات الکترونیک خودروهای مدرن است، از سیستم های مخابراتی کامیون های تجاری تا سیستم های کمکی ولتاژ پایین در خودروهای الکتریکی. یک مبدل dc dc خودرو که به طور مناسب مشخص شده است ، از وسایل الکترونیکی گران قیمت در برابر تغییرات ولتاژ بی رحم محافظت می کند، از ارتعاشات فیزیکی بی امان دوام می آورد و در دماهای شدید رشد می کند. مهندسان ناوگان با محاسبه دقیق نیازهای بار و تقاضای درجه بندی گلدانی قوی و IP، می توانند زمان توقف خودرو را به شدت کاهش دهند.

گام بعدی ایجاد یک لیست بار قبل از اولین RFQ است: آمپرهای پیوسته برای هر دستگاه، بزرگترین هجوم، محیط در موقعیت نصب و جریان آماده به کار که باتری می تواند طی یک هفته پارک شده تحمل کند. این لیست، نه تنها ولتاژ خودرو، چیزی است که یک تامین کننده برای پیشنهاد ماژول مناسب به آن نیاز دارد.

برای کاربرد خودرو یا ناوگان خود به نیروی ناهموار نیاز دارید؟ ماژول های مبدل DC-DC ما را کاوش کنید تا راه حل های قوی مهندسی شده برای جاده ها را بیابید و ماژول های جدا شده به عنوان منبع تغذیه کمکی مورد استفاده قرار می گیرند که در آن بسته کششی باید از ریل 12 ولت جدا بماند.

سوالات متداول

س: چرا کامیون ها از 24 ولت استفاده می کنند در حالی که لوازم جانبی آنها به 12 ولت نیاز دارند؟

پاسخ: یک باس 24 ولت جریان را برای بار یکسان به نصف کاهش می دهد، که به مهارهای نازک تر روی یک شاسی بلند اجازه می دهد. اکثر دستگاه‌های تله‌ماتیک، دوربین‌ها و رادیوها برای ولتاژ 12 ولت ساخته شده‌اند، بنابراین یک مبدل کاهنده آنها را بدون ضربه زدن به یک باتری در جفت سری تامین می‌کند که باعث عدم تعادل بین دو بلوک می‌شود.

س: ماژول قدرت کمکی در یک وسیله نقلیه الکتریکی چیست؟

A: این یک مبدل ایزوله است که ولتاژ کشش بالا را می گیرد و ریل 12 ولت یا 24 ولت را تولید می کند که روشنایی، برف پاک کن ها، ECU های فرمان و موتور دمنده هنوز به آن نیاز دارند. همچنین باتری کمکی کوچک را حفظ می کند و جایگزین دینام یک وسیله نقلیه احتراقی می شود.

س: یک مبدل چقدر می تواند دوام بیاورد؟

پاسخ: این بستگی به مرحله ورودی دارد، و این رقم باید از داده های آزمایشی تامین کننده به جای یک ادعای کلی باشد. گذراهای تخلیه بار در یک سیستم 12 ولت معمولاً به صورت 40 ولت و در سیستم های 24 ولت تا 100 ولت برای چند صد میلی ثانیه توصیف می شوند، بنابراین رفتار گیره را در آن سطوح بپرسید.

س: آیا IP67 برای مبدل های روی شاسی کافی است؟

پاسخ: معمولاً برای قرار گرفتن در معرض پاشش و گرد و غبار کافی است، در حالی که IP68 برای غوطه وری پایدار محافظت می کند. محل نصب تصمیم می گیرد: پشت سپر یا زیر عرشه، آب و نمک جاده ثابت است و روش آب بندی، واشر و گلدان باید به صورت مکتوب ذکر شود.

س: چگونه می توانم از تخلیه باتری در طول شب توسط ردیاب جلوگیری کنم؟

A: جریان ورودی بدون بار را که اغلب جریان ساکن نامیده می شود، در ولتاژ اسمی خودرو بررسی کنید. مبدلی که برای ردیاب برق می‌ماند باید فقط میلی‌آمپرهای کم را بکشد. از تامین کننده بخواهید آن رقم را برای الف بیان کند مبدل ماشین بوست باک ضد آب قبل از اینکه برای خودروی پارک شده تایید شود.