전기 자동차를 최대한 활용하려면 온보드 충전기를 최대한 활용하는 것이 중요합니다. 차량에 배터리 관리 시스템(BMS)이 장착되어 있지 않은 경우 특히 그렇습니다. BMS는 배터리 상태를 모니터링하고 가능한 최대 속도로 배터리를 충전하는 데 도움이 됩니다. 또한 배터리를 재충전해야 하는 경우 배터리에서 무엇을 기대할 수 있는지 알 수 있습니다.
EV가 사용하는 에너지 양 줄이기
출퇴근용으로 전기 자동차를 사용하는 것은 의심할 여지 없이 좋은 생각입니다. 탄소 발자국을 줄이고 질소 산화물 및 일산화탄소와 같은 유해 가스를 제거할 수 있습니다. 그러나 온대 기후에 거주하는 경우 EV의 범위가 제한되어 있음을 알 수 있습니다. 추운 날씨로 인해 배터리 수명이 단축될 수 있지만 이로 인해 장기적인 손상이 발생할 가능성은 낮습니다. 사실, 그것은 당신을 더 행복한 EV 소유자로 만들 수 있습니다.
다행스럽게도 배터리 및 충전기 제조업체는 배터리 효율성을 개선하고 향후 소비자에게 더 많은 선택권을 제공하기 위해 열심히 노력하고 있습니다. EV 배터리가 비교적 복잡한 부품이라는 사실을 아는 것도 중요합니다. 일반적인 EV에는 수냉식 전력 전자 시스템이 있습니다. 이것은 리튬 이온으로 만들어진 배터리와 함께 제공됩니다. 다행스럽게도 이러한 리튬 이온 배터리는 겨울 운전 시즌의 혹독함을 견딜 수 있습니다. 배터리 수명을 최대화하기 위해 악천후 동안 EV 운전을 피하고 싶을 수도 있다는 점을 언급할 가치가 있습니다.
Summit Charger Series의 과열 보호
충전기의 내부 온도가 80도를 초과하면 충전 전류가 자동으로 감소합니다. 85도를 초과하면 보호를 위해 충전기가 종료됩니다. 온도가 떨어지면 충전기가 자동으로 충전을 재개합니다.
일 년 중 가장 추운 밤에 EV를 사용하는 것 외에도, 특히 통근자라면 주간에 EV를 충전하는 것도 고려해 볼 수 있습니다. EV의 배터리 용량에 따라 EV를 완전히 충전하려면 약 60킬로와트시(kWh)를 소모해야 할 수 있습니다. kWh당 비용도 휘발유나 디젤 연료에 비해 상대적으로 저렴하다. 납축 배터리가 아닌 리튬 이온 배터리를 선택한 경우 특히 그렇습니다. 전기 요금을 줄이고 싶다면 저집 고가 근무 계획으로 전환하는 것을 고려하십시오. 미국의 평균 전기 비용은 대략 kWh당 $0.127입니다. 비용이 많이 드는 것처럼 보일 수 있지만 주유 비용과 그에 따른 탄소 배출량을 고려하면 전기 자동차로 전환하여 비용을 절약할 수 있습니다.
전기 요금을 줄이는 가장 좋은 방법을 찾고 있다면 낮은 집, 높은 업무 액세스 계획으로 전환해 보십시오. 탄소 배출량을 상쇄하기 위해 재생 가능 에너지 공급업체로 전환하는 것을 고려할 수도 있습니다.
배터리 관리 시스템(BMS)은 배터리 상태를 모니터링합니다.
온도가 높은 온보드 충전기는 사용하지 않는 것이 좋습니다. 화재 및 파괴로 이어질 수 있습니다. 또한 합선의 위험을 증가시킬 수 있습니다. 배터리 관리 시스템(BMS)은 과방전 및 과충전으로부터 보호합니다. 배터리 셀의 상태를 모니터링하고 재활용 프로세스를 수행하는 데 사용할 수 있습니다.
배터리 관리 시스템(BMS)은 온도, 전압 및 전류를 포함한 여러 배터리 매개변수를 측정합니다. 이 데이터를 사용하여 각 셀의 SoC(Socially Compatible Charge) 및 SoH(Socially Compatible Health)를 계산합니다. 또한 이 정보를 저장하고 단기 및 장기 예측을 수행합니다.
배터리 상태의 가장 중요한 지표는 용량 감소입니다. 셀이 방전되면서 셀의 쿨롱 수가 감소하면 용량 감소가 발생합니다. 이는 일관되지 않은 기계적 응력, 내부 저항 변동, 배터리 팩의 온도 차이 등 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다.
배터리 관리 시스템은 이 정보와 냉각수 흡입 온도를 측정합니다. 그런 다음 셀 간의 상대적 차이를 계산합니다. 상대적 차이는 필요한 이퀄라이제이션의 양을 결정합니다.
또한 주어진 부하에서 전압 강하를 측정하여 셀 저항을 식별합니다. 이러한 측정은 BMS가 SoC를 계산하는 데 필요합니다.
BMS는 또한 사전 충전 시스템을 사용하여 배터리와 다양한 부하를 안전하게 연결합니다. 프리차지 회로는 부하와 직렬로 연결된 전력 저항으로 구성될 수 있습니다. 이 저항기는 가열될 때 배터리의 전기 전도성을 향상시킵니다.
BMS는 여러 통신 회선을 사용하여 데이터와 전원을 교환합니다. 자동차 환경에서 일반적으로 사용되는 CAN 버스 통신을 포함할 수 있습니다. 일반적인 아날로그 센서를 사용할 수도 있습니다.
배터리 셀은 일반적으로 직렬로 설치됩니다. BMS는 개별 셀을 모니터링하고 개별 셀과 용량의 균형을 맞춥니다. 이는 능동 균형 또는 수동 균형을 통해 수행됩니다.
CAN 버스 통신, 셀 온도 측정 및 개별 셀의 전압 모니터링을 포함하여 여러 BMS 표준이 있습니다. 필요에 맞는 BMS를 선택하는 것이 중요합니다.
오프보드 충전기와 온보드 충전기
온보드 충전기는 본질적으로 고온에서 최대 전력으로 작동하도록 설계되었지만 여전히 극복해야 할 많은 과제가 있습니다. 열 관리 및 효율성은 성공적인 온보드 충전기 설계 및 구축의 핵심 요소입니다.
엔클로저의 벽은 전자 장치에서 생성된 열을 발산하는 방열판이어야 합니다. 벽은 또한 필요한 전기 절연을 제공해야 합니다. 온보드 충전기의 효율성이 높을수록 발산하는 데 필요한 열 에너지가 줄어듭니다.
최신 기술은 온보드 충전기의 무게와 크기를 줄였습니다. 여기에는 SiC MOSFET을 사용하여 열 에너지 손실을 줄이고 효율성을 높이는 것이 포함됩니다. 이 기술은 또한 제한된 공간에서 온보드 충전기의 효율성을 향상시킬 수 있습니다. SiC MOSFET은 고주파 작동을 지원할 수 있으며 Si 초접합 MOSFET보다 훨씬 더 낮은 온도에서 작동합니다.
가장 효율적인 온보드 충전기 토폴로지는 양방향입니다. 이를 통해 온보드 충전기가 필요하지 않을 때 EV 배터리가 방전되어 SoC를 낮출 수 있습니다. 또 다른 옵션은 풀 브리지 컨버터를 사용하는 것입니다. 이것은 효율성을 높이면서 구성 요소 비용을 줄입니다. 그러나 스위칭 손실에 더 취약할 수도 있습니다.
온보드 충전기의 출력 범위는 3.7kW ~ 22kW입니다. 그러나 5kW에서 6.6kW 범위의 온보드 충전기가 있는 일부 최신 완전 전기 자동차가 있습니다. 더 큰 온보드 충전기도 더 비쌉니다.
일부 온보드 충전기는 J1772 5-핀 커넥터로 설계되었습니다. 이 5-핀 커넥터는 다양한 교류 충전 속도를 지원합니다. 그러나 충전기는 여전히 밀봉된 인클로저 안에 포장되어야 합니다. 이것은 우수한 열 전도 및 전기 절연을 보장합니다.
최신 충전기 설계에는 양방향 전력 변환도 포함됩니다. 이러한 기술은 또한 더 작은 인클로저를 포함하고 실리콘 카바이드(SiC) MOSFET을 사용하여 무게를 줄입니다. SiC MOSFET은 Si 초접합 MOSFET보다 더 낮은 온도에서 작동하므로 더 작은 방열판이 필요합니다.
고온에서 최대 전력으로 작동하는 온보드 충전기를 설계하는 가장 좋은 방법은 SiC MOSFET을 사용하는 것입니다. 이것은 더 작은 인클로저를 허용하고 더 적은 열 관리가 필요합니다.
서밋 차저
