O carregador de bordo (OBC) em veículos elétricos (EVs) é um componente essencial que transforma a corrente alternada (CA) das estações de recarga em corrente contínua (CC), necessária para a bateria de tração do veículo. Trata-se de um equipamento indispensável para os EVs que utilizam infraestrutura de recarga CA.
Imagem: Brogen 11 kW OBC 2 em 1
O OBC atua como um dispositivo multifuncional no ecossistema dos veículos elétricos, tendo como função principal a comunicação com o Sistema de Gerenciamento da Bateria (BMS) e o sistema de monitoramento do veículo. Ele se comunica com o BMS por meio da rede CAN de alta velocidade, ajustando dinamicamente a corrente e a tensão de saída para corresponder aos parâmetros de carregamento ideais determinados pelo BMS, selecionando assim a estratégia de carregamento mais eficiente para o conjunto de baterias.
Durante o carregamento, o BMS monitora atentamente a tensão, a corrente, a temperatura e o estado das conexões do conjunto de baterias para gerenciar e proteger o estado de saúde da bateria. Ele se comunica com o sistema de monitoramento do veículo através da rede CAN, transmitindo o estado operacional, os parâmetros e quaisquer alertas de falha, ao mesmo tempo em que recebe comandos para iniciar ou encerrar o ciclo de carregamento.
O OBC está equipado com uma série de recursos de segurança projetados para proteger a bateria e evitar situações de risco, como sobrecarga, superaquecimento e curtos-circuitos. Isso inclui proteção contra sobretensão na entrada CA, alarmes de subtensão, proteções contra sobrecorrente, proteção contra sobrecorrente na saída CC, proteção contra curto-circuito, recursos de partida suave, prevenção de picos de corrente e retardamento de chamas.
O OBC é composto por vários componentes principais: a porta de entrada de CA, a fonte de alimentação, a unidade de controle, a unidade auxiliar de baixa tensão e a porta de saída de CC.
Porta de entrada CA
A porta de entrada CA permite a recepção de energia elétrica da rede, apresentando normalmente uma configuração de 7 pinos com três tipos de conexão. Ela opera com uma entrada monofásica padrão de 220 V na frequência industrial, com a opção de ativar duas portas de pinos adicionais para uma entrada de 380 V quando for necessária uma potência maior.
Unidade de potência
A unidade de potência atua como canal para a energia de carga, incluindo um módulo de supressão de interferência eletromagnética, um retificador, um módulo de correção do fator de potência, um filtro, um módulo de conversão em ponte completa e um módulo de saída de corrente contínua. Em conjunto com a unidade de controle, ela converte a energia CA de entrada em níveis de tensão CC adequados para o sistema de baterias de potência.
Unidade de Controle
A unidade de controle é o coração do OBC, gerenciando o processo de conversão da unidade de potência por meio de dispositivos de comutação, executando um controle preciso em malha fechada para a conversão de potência e oferecendo funções de proteção. Ela é composta por circuitos primários de detecção e proteção, detecção e proteção contra sobrecorrente, monitoramento e proteção contra sobretensão/subtensão, e um módulo de controle principal DSP.
Unidade auxiliar de baixa tensão
A unidade auxiliar de baixa tensão fornece energia aos dispositivos eletrônicos da unidade de controle e facilita a comunicação do sistema com dispositivos externos. Ela inclui um módulo de comunicação CAN, um módulo de alimentação auxiliar e um módulo de interação homem-computador.
Porta de saída CC
A porta de saída CC fornece energia CC à bateria, possuindo pinos para os terminais positivo e negativo da fonte de alimentação auxiliar de baixa tensão, os terminais positivo e negativo do circuito de carga de alta tensão, o terra do chassi, as linhas de comunicação CANH e CANL (com a possibilidade de blindagem CAN) e uma linha de sinal de solicitação de carga.
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