Carica e batterie EV/HEV

Alimentazione delle soluzioni eMobility


Richiesta rapida


Il successo di qualsiasi veicolo elettrico o ibrido/elettrico (EV/HEV) si basa su quanto bene immagazzina energia e quanto velocemente si ricarica. Una volta che la gamma effettiva di veicoli di una singola carica si confronta con un rapido riempimento alla pompa di benzina, i consumatori sono più propensi a effettuare la transizione a un veicolo elettrico. Gli OEM stanno guidando nuove innovazioni per una migliore capacità della batteria e un'efficienza, una maggiore durata della batteria e tempi di ricarica più rapidi per rendere gli EV e gli HEV più attraenti per i consumatori.

Qualsiasi innovazione che cambia il settore non è priva di sfide; i veicoli sono limitati in termini di spazio, peso e potenza e devono soddisfare requisiti di affidabilità e costi impegnativi (SWAP-CR). I veicoli sono soggetti a rigidi vincoli ambientali, che possono comportare requisiti di protezione e di alimentazione ambientali difficili per i grandi sistemi elettronici e le batterie. Un ulteriore consumo elettronico pone le proprie sfide di gestione termica in quanto la conversione dell'energia e i controller elettronici che gestiscono il sistema producono calore di scarto che, se non controllato, può danneggiare il sistema.

Boyd Corporation è un partner ideale per lo sviluppo e la produzione di prodotti che aiutano a sigillare, proteggere e controllare il flusso energetico di un veicolo elettrico. Le capacità di conversione di precisione di Boyd ci consentono di sviluppare guarnizioni robuste, convenienti e affidabili per proteggere convertitori di potenza e inverter, unità di controllo elettroniche (ECU), stazioni di ricarica e scomparti della batteria da ingressi o contaminazioni di particelle e fluidi e danni all'acqua. Racchiudere questi componenti ad alta densità di potenza per la protezione può creare un problema secondario di intrappolare il calore eccessivo nelle custodie, che può danneggiare l'elettronica costosa. È qui che Aavid, Thermal Division di Boyd Corporation ti aiuta a progettare e fabbricare soluzioni di gestione termica efficaci per batterie, cavi di ricarica e componenti di conversione dell'energia. Da piastre a freddo liquido stremate ad alto volume e camere a vapore al materiale di interfaccia termica, Boyd può ottimizzare le prestazioni termiche del tuo progetto.

Boyd Corporation gestisce le operazioni di produzione certificate IATF 16949 in tre continenti per garantire che i nostri componenti eMobility superino le rigorose esigenze dei sistemi di gestione della qualità automobilistica con un supporto regionale esperto. L'attenzione al cliente di Boyd e la cultura della gestione delle relazioni sono in linea con i processi e i sistemi di qualità IATF 16949. Ottimizzando i processi, l'organizzazione e l'efficienza, riduciamo i costi, aumentiamo i tassi di rendimento con processi di gestione e assemblaggio efficaci, il tutto fornendo ai nostri clienti prodotti di altissima qualità.

Batterie e batterie

Image

La batteria di un veicolo elettrico è uno dei fattori chiave che definisce la gamma effettiva che il veicolo ha su una singola carica. Le batterie immagazzinano l'alimentazione DC tra una carica e l'altra per il resto dei sistemi elettronici del veicolo da consumare durante il funzionamento. Il pacco batterie di un EV è tipicamente costruito da una serie di celle a batteria costituite da litio-ioni (cellule litionio o lioni di litio), sia sotto forma di piccoli cilindri o sacchetti piatti rettangolari. Tecnologie alternative come le celle a combustibile sono anche opzioni di stoccaggio di energia per veicoli elettrici e ibridi. La batteria si basa sulla potenza dell'intero veicolo e ha un peso significativo e l'allocazione dello spazio all'interno, che gli OEM si sforzano di ottimizzare e migliorare ad ogni iterazione di progettazione. Le batterie a peso più piccolo e leggero consentono ai progettisti di incorporare celle a batteria più potenti o più densamente imballate per una maggiore autonomia.

Le batterie tradizionali richiedono sistemi di progettazione e sicurezza robusti, poiché il litio è un elemento volatile che può essere esplosivo se mal gestito o surriscaldato. Le batterie generano anche calore di scarto durante il processo di ricarica che può avere rischi di sicurezza terribili se non controllate. Le batterie si caricano anche all'interno di un intervallo di temperatura ottimale, troppo caldo che non si caricano in modo efficiente, troppo freddo e la batteria non può contenere una carica. Per risolvere questi problemi, gli OEM hanno bisogno di sistemi di sicurezza, gestione termica e soluzioni di protezione ambientale per garantire prestazioni ottimali della batteria.

La collaborazione con il team di progettazione e progettazione di Boyd consente di sviluppare soluzioni ottimizzate che proteggono la batteria dalle condizioni ambientali e migliorano le prestazioni e l'efficienza di archiviazione di alimentazione. Creiamo soluzioni integrate utilizzando materiali altamente ingegnerizzati come SOLIMIDE ® Schiume, scudi termici e guarnizioni della batteria per rendere gli chassis delle batterie sicuri e affidabili. Progettiamo soluzioni di gestione termica per gestire in modo efficiente la temperatura del pacco batteria indipendentemente dalle temperature ambientali esterne o dal calore di scarto generato. Le soluzioni integrate di Boyd consentono di proteggere meglio i passeggeri e migliorare la sicurezza complessiva del veicolo elettrico.

Stazioni di ricarica e attrezzature per il servizio veicoli elettrici

Image

Stazioni di ricarica e EVSE (Electric Vehicle Service Equipment) trasferiscono l'energia dalla rete a un veicolo elettrico. I caricabatterie sono disponibili in diversi livelli che riflettono la quantità di consumo energetico e la velocità di ricarica:

Livello 1: caricabatterie domestici tipici che ricaricano una batteria durante la notte

Livello 2: alcuni caricabatterie domestici che richiedono alcune ore per raggiungere la carica completa della batteria

Livello 3: Supercharger

I caricabatterie di livello superiore richiedono più potenza per tempi di ricarica più brevi, con un importante traguardo di fornire 100 km di autonomia di guida in soli 10-12 minuti. L'industria della mobilità si sta spostando verso una ricarica rapida, che richiede una tensione più elevata, per competere con i tradizionali cicli di tempo di rifornimento dei motori a combustione interna (ICE).

Alcuni caricabatterie hanno la capacità di convertire la potenza CA dalla rete in una corrente DC e una tensione che caricherà in modo sicuro la batteria del veicolo elettrico. Questi tipi di caricabatterie utilizzano un inverter elettrico, una serie di interruttori elettrici che si alternano rapidamente per trasformare la corrente CA in una corrente DC. Questi inverter possono anche includere convertitori passo giù o convertitori buck per portare alte tensioni DC alla tensione della batteria preferita. Questi interruttori elettronici sparano rapidamente per consentire una ricarica rapida, un processo che genera grandi quantità di calore. Questo calore di scarto rappresenta un rischio per il funzionamento e l'affidabilità del caricabatterie sicuri, rendendo le soluzioni di gestione e raffreddamento termiche efficaci un requisito per garantire che i componenti funzionino in modo efficace e affidabile per tutta la durata del caricabatterie.

I cavi caricabatterie di livello 3 generano un calore eccessivo in funzione dello spazio dimensionale. La grande corrente viene passata attraverso cavi di diametro più piccolo che sono necessari per soddisfare le limitazioni di sollevamento di peso e consumatori, generando calore in eccesso. Le stazioni di ricarica implementano il raffreddamento del cavo per gestire le temperature di tocco, controllare le temperature del sistema per prevenire danni sistemici a lungo termine e proteggere l'utente.

La maggior parte di questi caricabatterie sono installati in un ambiente esterno e soggetti a condizioni meteorologiche esterne. L'elettronica ad alta potenza all'interno dei sistemi di caricabatterie deve essere protetta da pioggia, UV, contaminante del vento e altri danni, rendendo i sistemi di custodia del caricabatterie, le guarnizioni e le soluzioni di protezione fondamentali per garantire una durata del prodotto più lunga e affidabile.

Boyd eccelle nello sviluppo di soluzioni di raffreddamento integrate per proteggere apparecchiature elettroniche e utenti da un'eccessiva esposizione al calore e da una sigillazione ambientale durevole per tenere lontani gli elementi. La nostra esperienza nelle soluzioni di gestione di materiali e termiche ingegnerizzate ci consente di personalizzare soluzioni che soddisfino gli obiettivi di prestazioni, sicurezza e costi del progetto.

Scopri di più sulle soluzioni Boyd ideali per le stazioni di ricarica per veicoli elettrici:

Caricatore a bordo

Image

Il caricatore a bordo (OBC) di un veicolo elettrico o ibrido è ciò che converte l'alimentazione AC dalla rete fornita dalla stazione di ricarica in alimentazione DC che carica la batteria. Le batterie immagazzinano energia come DC, quindi maggiore potenza è possibile gestire e convertire un'unità OBC in modo efficiente, più velocemente la batteria può caricarsi in modo sicuro. Il caricatore di bordo utilizza una serie di dispositivi semiconduttori per convertire la corrente AC in DC. Questi dispositivi a semiconduttori cambiano rapidamente e producono grandi quantità di calore di scarto nel processo. I caricabatterie a bordo possono includere un convertitore step down, un convertitore buck o componenti PFC (Input Power Factor Correction) a 3 fasi, oltre all'inverter principale, per ridurre le tensioni elevate DC per ridurre la tensione della batteria per una conservazione più sicura. I semiconduttori come Gli IGBT, i MOSFEM, i diodi e i microcontrollori automobilistici nel caricatore a bordo generano grandi quantità di calore durante i processi di ricarica rapida. Sono necessarie soluzioni di gestione e raffreddamento termiche efficaci per garantire che questi componenti funzionino in modo efficiente, sicuro e affidabile per tutta la durata del caricabatterie.

I caricacarichi a bordo sono alloggiati all'interno del veicolo elettrico e sono soggetti a requisiti SWAP-CR esigenti. Gli involucri OBC devono essere sufficientemente sigillati da detriti esterni e umidità per proteggere l'elettronica interna, pur essendo una soluzione di gestione termica efficace per garantire tempi di ricarica ottimizzati e prevenire il surriscaldamento dell'elettronica. Sigillare uno chassis per la protezione in ingresso, fornendo al contempo un flusso d'aria, un flusso di liquidi o uno spazio sufficiente per essere anche una soluzione termica efficace, può rappresentare una sfida per i produttori tradizionali, in quanto questi obiettivi si oppongono convenzionalmente l'un l'altro.

L'esperienza di Boyd copre tutti gli aspetti dei requisiti di sigillamento, protezione e gestione termica necessari per un caricabatterie On Board, e in genere in una soluzione integrata efficiente. Le nostre guarnizioni e guarnizioni ad alte prestazioni utilizzate all'interno di enclosure raffreddate ad aria o raffreddato a liquido ottimizzate termicamente ci rendono un partner ideale per lo sviluppo di soluzioni efficaci che soddisfino le vostre esigenze di prestazioni. Poiché possiamo integrare molte funzioni in un unico assieme, riduciamo anche i costi complessivi semplificando la supply chain, riducendo i tempi di assemblaggio e fabbricando soluzioni affidabili che riducano i costi di manutenzione e garanzia.

Ulteriori informazioni sulle soluzioni di gestione dei materiali e termiche ingegnerizzate di Boyd per i caricatori a bordo:

Hai domande? Siamo pronti ad aiutarti!