Повышающий преобразователь: VL и VH
Батарея гибрида собрана примерно на 200 В: так она получается компактной и лёгкой. Но мотор-генераторам выгоднее более высокое напряжение. Мощность равна напряжению, умноженному на ток: при той же мощности вдвое большее напряжение позволяет обойтись вдвое меньшим током, поэтому провода, ключи и обмотки нагреваются меньше. Кроме того, раскрученный мотор сам наводит в обмотках напряжение, и чтобы протолкнуть через него ток на высоких оборотах, питание должно быть выше. Поэтому между батареей и инверторами стоит повышающий преобразователь.
Как реактор повышает напряжение
- Нижний ключ открыт. Реактор (катушка на сердечнике) замкнут на минус батареи. Ток через него нарастает, энергия копится в магнитном поле.
- Ключ закрывается. Реактор сопротивляется исчезновению тока и добавляет своё напряжение к напряжению батареи. Энергия через диод верхнего ключа уходит в конденсатор на стороне инверторов.
- Цикл повторяется около 10 000 раз в секунду. Чем дольше ключ открыт в каждом цикле (долю открытого времени называют коэффициентом заполнения), тем выше напряжение на выходе.
- При зарядке — наоборот. Верхний ключ порциями пропускает ток от инверторов к батарее, а реактор сглаживает его. Преобразователь работает как понижающий.
Два напряжения: VL и VH
| Обозначение | Где измеряется | Учебные значения модели |
|---|---|---|
| VL | На конденсаторе до преобразователя, со стороны батареи | Около 200 В, под нагрузкой немного проседает |
| VH | На конденсаторе после преобразователя, со стороны инверторов | От уровня VL на стоянке до 650 В при полном разгоне |
Напряжение VH блок управления выбирает по моменту и оборотам MG2. На стоянке и при спокойной езде повышать незачем — VH почти равно VL, и потерь меньше. При пуске двигателя мотором MG1 и при сильном разгоне VH поднимается, на полном газу — до верхнего предела. У разных систем этот предел разный, обычно 500–650 В, по руководству вашего автомобиля.
VH никогда не бывает меньше VL: диод верхнего ключа пропускает ток от батареи к инверторам всегда. Оба напряжения видны в списке параметров сканера. Если VL и VH заметно расходятся там, где не должны, это повод проверять датчики напряжения и сам преобразователь.
Преобразователь греется так же, как инверторы, и стоит на той же охлаждаемой плите. При перегреве блок ограничивает мощность, которую можно взять от батареи.
Задания в 3D-модели
В интерактивном уроке 5 заданий выполняются в учебной 3D-модели, модель сама проверяет результат:
- Найдите реактор повышающего преобразователя
- Найдите ключи преобразователя
- В режиме «READY, стоим» убедитесь, что VH почти равно VL: преобразователь не повышает
- Включите «Разгон» с педалью 100 % и поднимите VH не ниже 600 В
- Переключите «Рекуперацию»: VH выше VL, а ток батареи отрицательный — она заряжается
Проверьте себя
В конце интерактивного урока — проверка из 3 вопросов. Прогресс сохраняется в браузере.