ก่อนที่ราคาเชื้อเพลิง ไฮบริด และรถยนต์ไฟฟ้า (EV) จะสูงขึ้นจะได้รับความนิยมทั้งในสหรัฐอเมริกา (สหรัฐฯ) และยุโรป ไม่ใช่แค่ผู้ใส่ใจสิ่งแวดล้อมเท่านั้นที่เคยโน้มน้าวให้เปลี่ยนไปใช้ EV ผู้ที่ต้องการประหยัดเชื้อเพลิงและชอบขับรถที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ต่างเปลี่ยนไปใช้ระบบไฮบริดหรือ EV
ไฮบริดหรือ EV ใช้ an อินเวอร์เตอร์เสริม และคอนเวอร์เตอร์ควบคู่เพื่อจัดการแหล่งจ่ายไฟและระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ไฟฟ้า นี่เป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากแหล่งจ่ายไฟจากกริดเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ แต่แบตเตอรี่รถยนต์เก็บไฟฟ้าไว้เป็นกระแสตรง เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ ซับซ้อนยิ่งขึ้น รถไฮบริดหรือ EV ส่วนใหญ่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าที่ทำงานด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ บทความนี้จะกล่าวถึงการทำงานของอินเวอร์เตอร์ในรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้า
อินเวอร์เตอร์ทำหน้าที่อะไร
มีองค์ประกอบสำคัญสองประการที่ทำงานควบคู่กันในการจัดการแหล่งจ่ายไฟและชาร์จแบตเตอรี่และวงจรในรถยนต์ไฮบริดและไฟฟ้า องค์ประกอบหลักเหล่านี้คืออินเวอร์เตอร์และตัวแปลง ทั้งสองทำงานร่วมกันเพื่อจัดการแหล่งจ่ายไฟเสมอ ซึ่งไม่เหมือนกับอุปกรณ์ที่ใช้จัดการแหล่งจ่ายไฟสำหรับคอมพิวเตอร์และเราเตอร์
หน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์คือการแปลงไฟฟ้า ซึ่งมาจากแหล่งพลังงานกระแสตรง (DC) เป็นแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ (AC) มอเตอร์ส่วนใหญ่ที่ออกแบบมาเพื่อขับเคลื่อนเครื่องใช้และอุปกรณ์ภายในบ้านทำงานโดยใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ เหตุผลก็คือว่าโดยทั่วไปแล้วมอเตอร์กระแสสลับจะมีประสิทธิภาพมากกว่ามอเตอร์กระแสตรง พวกเขาสามารถสร้างแรงบิดที่สูงขึ้นด้วยการใช้ที่ทรงพลังกว่า กระแสไฟฟ้า.
นี่คือข้อดีอื่นๆ บางประการของมอเตอร์กระแสสลับ:
- มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับต้องการกำลังเริ่มต้นที่ต่ำกว่า
- มีระดับของกระแสเริ่มต้นและความเร่งที่ควบคุมได้มากขึ้นซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการควบคุมอัตราเร่งของรถยนต์ไฟฟ้า
- สามารถเพิ่ม VFD และ VSD ลงในมอเตอร์กระแสสลับได้ ซึ่งให้การควบคุมแรงบิดและความเร็วที่ดีขึ้นในขั้นตอนการทำงานต่างๆ
- ถือว่าทนทานกว่าและมีอายุการใช้งานยาวนานกว่า ทำให้เหมาะกับการสึกหรอที่มาพร้อมกับการเดินทางบนท้องถนนมากขึ้น
- มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเหมาะสำหรับการกำหนดค่าแบบหลายเฟส
การชาร์จแหล่งจ่ายไฟ AC และ DC
โปรดทราบว่าแหล่งจ่ายไฟจากกริดอยู่ในกระแสสลับ ซึ่งหมายความว่าจะต้องทำการชาร์จแบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าด้วยการแปลงแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับจากกริดเป็น DC เพื่อให้สามารถชาร์จแบตเตอรี่รถยนต์ได้ แหล่งจ่ายไฟจะถูกแปลงจาก AC เป็น DC ที่สถานีชาร์จเอง แหล่งจ่ายไฟที่วิ่งจากโครงข่ายไฟฟ้ากระแสสลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากสามารถส่งพลังงานไฟฟ้าที่มีพลังและประสิทธิผลมากกว่า
แหล่งจ่ายไฟขาออกที่มาจากแผงพลังงานแสงอาทิตย์และเก็บไว้ในแบตเตอรี่รถยนต์ไฟฟ้ามักจะอยู่ในกระแสตรง แบตเตอรี่รถยนต์ทำงานร่วมกับ DC แบตเตอรี่ไฟฟ้าสามารถชาร์จได้โดยใช้เครื่องชาร์จ DC มีลวดหนาที่มาจากแท่นชาร์จ สายไฟหนาถูกออกแบบมาสำหรับการชาร์จแบบ DC นี่คือสิ่งที่คุณใช้เสียบเข้ากับรถยนต์ไฮบริดหรือ EV สำหรับการชาร์จ
ในยุโรป เครื่องชาร์จ DC สามารถจ่ายไฟได้ระหว่าง 50 กิโลวัตต์ถึง 100 กิโลวัตต์ มีเครื่องชาร์จบางรุ่นที่สามารถชาร์จได้ถึง 350 กิโลวัตต์ ที่ประมาณ 90kW แบตเตอรี่ของรถยนต์ไฟฟ้าสามารถชาร์จใหม่ได้มากถึง 80% ในเวลาเพียงประมาณ 30 นาที
วิธีการทำงานของอินเวอร์เตอร์
คำศัพท์ทางเทคนิคสำหรับอินเวอร์เตอร์คือตัวแปลงแรงดันไฟฟ้า เรียกว่าคอนเวอร์เตอร์เพราะเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่แปลงแรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟจาก AC เป็น DC ตัวแปลงแรงดันไฟทั่วไปสองประเภทคือ สเต็ปอัพคอนเวอร์เตอร์ (ใช้สำหรับเพิ่มแรงดันไฟ) และสเต็ปดาวน์คอนเวอร์เตอร์ (ใช้เพื่อลดแรงดันไฟ) ตัวแปลงมักจะใช้ในการเพิ่มแรงดันจากแหล่งจ่ายแรงดันต่ำไปเป็นแรงดันไฟที่สูงกว่า ซึ่งสามารถใช้กับอุปกรณ์ที่ใช้งานหนักได้
อินเวอร์เตอร์ทำงานในแบบไฮบริดหรือ ยานพาหนะไฟฟ้า เป็นส่วนหนึ่งของอินเวอร์เตอร์/ตัวแปลงหน่วยควบคู่ ส่วนประกอบหลักสองอย่างมีอยู่ในหน่วยเรือนเดียว ซึ่งคุณจะไม่สามารถแยกแยะได้เว้นแต่คุณจะเปิดกล่อง รถยนต์ไฮบริดและ EV ส่วนใหญ่ใช้อุปกรณ์สำคัญสองชิ้นนี้เพื่อจัดการการจ่ายไฟให้กับระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า
อินเวอร์เตอร์ทำงานโดยการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งจะขับเคลื่อนเพลาสำหรับการขับเคลื่อนของรถยนต์ ทั้งไฮบริดและ EV มักใช้แบตเตอรี่ DC แรงดันต่ำ โดยทั่วไปแล้วแบตเตอรี่เหล่านี้จะมีแรงดันไฟฟ้าประมาณ 210 โวลต์เท่านั้น ออกแบบมาให้ไม่หนักจนเกินไปและไม่ใช้พื้นที่ในรถมากเกินไป
กระแสไฟฟ้าที่ออกมาจากอินเวอร์เตอร์จะกลายเป็นไฟฟ้ากระแสสลับและใช้ในการจ่ายไฟให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าหรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า มอเตอร์เหล่านี้มักใช้ไฟประมาณ 650 โวลต์ ซึ่งถือว่าเป็นไฟฟ้าแรงสูงที่ค่อนข้างมีประสิทธิภาพอยู่แล้ว กล่าวอีกนัยหนึ่ง หน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์คือการแปลงแหล่งจ่ายไฟ DC จากแบตเตอรี่เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งเป็นการกำหนดค่าพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า
สรุป
ยานพาหนะไฮบริดหรือไฟฟ้าวิ่งผ่านหน่วยควบคู่ของอินเวอร์เตอร์และตัวแปลง จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงเนื่องจากไฟฟ้าจากกริดอยู่ในกระแสสลับ แต่แบตเตอรี่รถยนต์เก็บไฟฟ้าไว้ในกระแสตรง จากนั้นจึงจำเป็นต้องแปลงไฟ DC อีกครั้งเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าใช้ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแหล่งจ่ายไฟ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หน้าที่หลักของอินเวอร์เตอร์คือการแปลงแหล่งจ่ายไฟจาก DC เป็น AC เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าทำงานโดยใช้ AC เป็นแหล่งจ่ายไฟ
