車両用充電器は、電力を変換する車両用電気機器です。 交流（AC） 家庭用コンセントから 直流(DC) EV バッテリーパックを充電します。近年、車載用充電器は災害時や追加電力が必要な場合の電源として利用できるV2H対応になっており、ジャンクションボックスと一体化したモジュラータイプも販売されています。
車両用充電器は、AC 側で低電圧状態、電圧歪み、一時的な故障、一時的な低電圧、または電圧変動が発生した場合でも、正常に動作するだけでなく、DC 側に安定した電力を供給し、電圧と電流の変化に耐える必要があります。車両上のその他の電気部品。
充電には 2 つの基本的なタイプがあり、直流または交流を使用できます。コンセントまたは AC 充電ステーションから AC 電源を使用する場合、電流は充電ケーブルを通って車両の充電器に流れ、AC 電流が DC 電流に変換され、バッテリー管理システムを介してバッテリーに送信されます。 (BMS)。
車載充電器。著者: トヨタ モーター ヨーロッパ (CC BY-ND 2.0 ライセンス)
車両が直流で充電されている場合、車載充電器はバイパスされ、電流は BMS を介してバッテリーに直接送信されます。したがって、DC 充電中に車両用充電器は使用されませんが、このタイプの充電では BMS に対する要件が高くなります。
さらに、内蔵の充電器により、バッテリーの充電が必要な電流と電圧を制御できるため (電圧または電流制御モード)、バッテリーの寿命を保証します。
この充電器には定電流充電モードまたは定電圧充電モードがあり、どちらも操作が簡単です。そして、各モードには独自の長所と短所があります。定電流充電の場合、充電効率や充電速度は高いですが、後から過充電となり電池寿命が短くなる恐れがあります。定電圧充電の場合、そもそもバッテリーに過大な電流が流れ込み、バッテリーが過熱して寿命が短くなる危険性があります。
したがって、充電器は最初に定電流で充電することで速度と性能を維持し、バッテリーの両端の電圧が特定の振幅に達すると定電圧充電に切り替わります。このシステムは充電戦略と呼ばれ、車載充電器の最も重要な機能です。
最初のステージは PFC (力率コントローラーまたは力率補正) ステージと呼ばれ、交流 (AC) を直流に変換します。充電器のこの部分は、交流の 1 相、2 相、または 3 相すべてを使用できるかどうかを決定します。その後、700V の出力電圧が第 2 フェーズに進みます。
2 番目のステージは LLC コンバーターと呼ばれます。入力は前述の 700V で、出力は所定の充電時にバッテリーが必要とする電圧です。
車両用充電器は、使用できる相数 (1 相、2 相、または 3 相) と出力電力に応じて分類できます。車両用充電器の出力電力の範囲は通常 3.7 kW ～ 22 kW です。これら 2 つの特性により、充電器の価格が決まり、ひいては電気自動車全体の価格が決まります。
標準の AVID 充電器の出力は、単相使用の場合は 7.3 kW、三相使用の場合は 22 kW です。充電器は、単相のみを使用できるか、三相のみを使用できるかを検出することもできます。接続時 家庭用ACステーション 、出力電力も 22 kW である場合、充電時間はバッテリーの容量のみに依存します。
この車載充電器が受け入れられる電圧は、単相接続のみの場合は 110 ～ 260 V AC (三相使用の場合は 360 ～ 440 V) です。バッテリーへの出力電圧は 450 ～ 850 V です。
KIKUSUI車載充電器のAC側を評価する PCR-WEA/WEA2ライン 高出力スマート AC および DC 電源を使用して、オンボード充電器の AC 側を評価できます。車載充電器のAC仕様は単相100V、単相3線200V、三相200V、容量は7kVA、11kVA、22kVAがありますが、PCR-WEAは/ シリーズ WEA2 は、これらすべてのパラメータを 1 台のデバイスで処理できます。
PCR-WEA/WEA2ライン 従来品の約6分の1と非常にコンパクトなため、1台で最大36kVAの出力、最大5kHzまでの周波数可変が可能で、世界各国の電力供給状況の再現に貢献します。また、サージ電流に対する耐性も高く、ピーク電流は定格値の4倍、サージ電流は定格値の1.4倍である500msまで供給できます。
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●世界各国の電力供給状況を再現・シミュレーションできます。
電気自動車の充電速度は常に最も弱いリンクの容量に依存するため、より強力な車載充電器が使用される傾向があります。現在の研究は主に、高エネルギー密度、高い充電効率、優れた放熱性に焦点を当て、充電器のサイズと重量を削減することに焦点を当てています。
充電器の最初の部分 (PFC ステージ) の研究は順調に進み、現在では 98% の性能を達成しています。したがって、全体的なパフォーマンスは主に 2 段目の DC-DC コンバータの設計とパフォーマンスに依存します。
さらに、電気自動車には、交流から直流に電気を変換できる独自の駆動システムも搭載されています。ただし、その機能と将来については、パワートレインに関する次の記事でわかります。
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