운송 응용 분야용 DC/DC 컨버터

Electric charger in front of yellow construction vehicles
오프하이웨이 전기차(EV)는 전기 지게차에서 트랙터, 굴삭기에 이르기까지 수많은 응용 분야에 활용되고 있습니다. 또한 공항 셔틀 및 골프 카트와 같은 여객 수송 수단, 건설, 광산 또는 공원 및 정원에서 사용되는 실외 장비, 팔레트 로더, 지게차, 무인운반차와 같은 실내 장치에서도 활용되고 있습니다.

물론 골프 카트와 같은 많은 가벼운전기 이동장치 에는 오래전부터 활용되어 왔으나 이제는 건설 장비, 광산 장비와 같은 더 무겁고 강력한 용도로도 주목받고 있습니다.
Electric vehicle power system diagram
그림 1: 전기 이동장치 응용 분야를 위한 일반 전력 아키텍처(출처: RECOM)
이러한 유형의 자동차 전기화를 주도하는 추세는 다음과 같습니다.

  • 점점 더 엄격해지는 글로벌 배출 규제
  • 에너지 효율성 향상에 대한 압박
  • 비용 절감 압력
  • 소음 감소
  • AGV 및 로봇과 같은 자동화 기계의 증가

그림 1에서와 같이, 오프하이웨이 전기차는 일반적으로 고전압(HV) 배터리 팩을 주 동력으로 사용합니다. 온보드 또는 오프보드 AC/DC 컨버터는 견인 전동기 및 기타 고전압 하위 시스템에 DC 전압을 공급하는 이러한 배터리 팩에 충전 전압을 제공합니다. 전압은 최대 800V까지 가능하며 96V 이하일 수도 있습니다.

각 유형의 장비는 크기에 따라 다른 전압을 사용할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 예시입니다.

  • 근거리 팔레트 운송에 사용되는 워키 스태커(24V)
  • AGV(24V~96V)
  • 중형 지게차(36V~48V)
  • 카운터밸런스형 지게차(48V~96V)
  • 공항 수하물 트럭, 여객 수송 수단(48V~96V 또는 450V~800V)
  • 건설 차량 및 운송 트럭 (450V~800V)

전력 전달 시스템은 HV 공급 외에도 수많은 저전압 모듈을 수용해야 합니다. 차량에 따라 계기판, 저전력 밸브, 모터 및 액추에이터, 부속 전력 콘센트, 도어 잠금장치, 와이퍼, 경적, 실내 조명 등이 포함될 수 있습니다. 오프하이웨이 전기차에는 일반적으로 저전압 장치에 12V~24V를 공급하는 보조 배터리도 포함됩니다. DC/DC 컨버터 모듈은 온보드 12V 또는 24V 배터리를 충전하기 위해 HV 전압 수준을 더 낮게 변환하는 데 필요합니다.

열악한 환경에서의 전기 이동장치

많은 오프로드 전기 이동장치 는 광산, 다양한 산업 위치, 건설 현장 등 극한의 조건에서 작동되어야 합니다. 이러한 상황은 심각한 운전 응력을 가하며 열악한 환경으로 분류됩니다.

전기 응력에는 다양한 HV 전압, 접지 차이, HV 및 LV 시스템 간 전기적 분리 필요성 등이 있습니다. 이러한 환경에서의 기계적 응력에는 극심한 고온 또는 조언, 충격 및 진동, 부식, 먼지 또는 습기 침입 등이 있을 수 있습니다.

오프하이웨이 전기 이동장치용 DC/DC 컨버터 모듈 은 전기 환경을 해결하기 위해 출력이 조절되어야 할 뿐만 아니라 갈바닉 절연을 포함하고 광범위한 입력 전압 범위에서 전출력을 전달해야 합니다. 기계적 응력을 방지하기 위해 견고한 구조를 갖추고, 확장된 온도 범위에서 작동되어야 하며, IP 등급이 적절해야 합니다.

IP(침투 보호) 등급은 방진 및 방수 수준을 나타내는 산업 표준 분류입니다. IPxx 등급에는 각각 방진 및 방수 수준을 구분하는 두 개의 숫자가 있습니다. IP69K 등급의 인클로저는 방진 기능이 우수하고 고압수 및 스팀 청소를 견딜 수 있어야 합니다.

전기 이동장치 응용 분야에 최적화된 RECOM의 RMOD 시리즈

RECOM's RMOD600-EW DC/DC converter for e-Mobility
그림 2: 전기 이동장치 응용 분야에 최적화된 광범위한 DC/DC 컨버터의 RMOD 제품군(출처: RECOM)
RECOM은 많은 전기 이동장치 응용 분야의 전력 변환 필요성을 충족하는 광범위한 AC/DC 및 DC/DC 컨버터를 제조합니다.

조절형 DC/DC 컨버터RMOD 시리즈(그림 2)는 HV 트랙션 배터리로 저전압 네트워크를 공급하기 위해 오프하이웨이 전기차 와 함께 사용하도록 특별히 설계되었습니다. RMOD 제품은 특히 견고하고 컴팩트하며 밀폐된 장치입니다. 섀시에 장착할 수 있는 300W에서 600W까지의 다양한 솔루션을 제공하므로 냉각팬이 필요하지 않습니다. 최대 120VDC의 더욱 광범위한 입력 전압 덕분에 RMOD 시리즈는 공칭 24V~96V의 배터리 구동 시스템을 갖춘 전기차에 이상적입니다.

많은 오프하이웨이 전기차의 한 가지 특징은 전자 모듈 요소로부터의 보호가 부족하다는 것입니다. RMOD 시리즈는 방수 및 방진 하우징 구조 덕분에 보호 인클로저가 필요하지 않으며, 기계적 및 열적으로 섀시(즉, 차량의 모든 곳)에 직접 연결할 수 있습니다. 따라서 가장 불리한 조건에서도 안정적으로 작동합니다.

DC/DC의 RMOD 시리즈에는 300W, 400W 및 두 개의 600W 버전이 포함됩니다. RMOD600-W 는 입력 범위 33.6V~96V(125V/5분)에 24V 출력을 제공하고, RMOD600-EW 는 13V 출력에 광범위한 연속 입력 범위 33.6V~125V를 제공합니다. 두 버전 모두 최대 5분 동안 24V까지 낮게 작동됩니다. RMOD 제품군은 2.5kVDC로 절연되며 IEC/EN/UL/CSA 62368-1 인증을 받았습니다. 이는 주변 온도 85°C까지 정격 감소 없이 베이스플레이트 냉각 작동이 가능하도록 설계되었습니다.

RMOD 시리즈의 모든 제품은 먼지 및 수분 침투에 대해 IP67, RMOD400/600의 경우 IP69K까지 밀폐되며, 온도 순환, 충격 및 내구성, 습도/열 순환, 진동, 기계적 충격, 염수 분무에 대한 저항성으로 EN 60068 인증을 받았습니다. RMOD 시리즈는 이러한 인증 및 종합적인 전기 보호 기능 덕분에 오프하이웨이 전기차와 같은 까다로운 응용 분야에서 노출된 영역에 장착하기에 이상적이지만, 산업용 소재 취급 장비에도 적합합니다.

결론

오프하이웨이 전기차는 지게차에서 공항 장비, 건설 장비에 이르는 광범위한 제품을 망라합니다. 이 전기차는 보다 효율적이고 환경친화적인 솔루션을 지향하는 글로벌 추세에 따라 내연 기관 차량을 점점 더 많이 대체하고 있습니다.

본 블로그에서는 오프하이웨이 전력 아키텍처 설계자에게 도전적인 전기 및 환경 요구 사항을 검토하고 광범위한 HV 입력에서 저전압 전력을 공급하도록 설계된 DC/DC 컨버터 RMOD 시리즈에 대해 다뤘습니다.
용도
  Series
1 DC/DC, 300.0 W, Single Output, Connector RMOD300-UW Series
Focus
  • Ultra wide input voltage range (18-106VDC)
  • IP67 protection for selective model
  • Operating temperature range: -40°C to +75°C
  • Input Reverse Polarity Protection
2 DC/DC, 360.0 W, Single Output, Connector RMOD360-UW Series
Focus
  • Ultra wide input voltage range (18-106VDC)
  • IP67 protection for selective model
  • Operating temperature range: -40°C to +75°C
  • Input Reverse Polarity Protection
3 DC/DC, 400.0 W, Single Output, Connector RMOD400-EW Series
Focus
  • On-Board DC/DC Converter
  • E-Mobility and industry vehicles
  • Very wide input voltage range for 48V / 80V / 96V
  • Plug & Play, ready to use
4 DC/DC, 400.0 W, Single Output, Connector RMOD400-W Series
Focus
  • On-Board DC/DC Converter
  • E-Mobility and industry vehicles
  • Wide input voltage range for 24V/36V or 48V/80V
  • Plug & Play, ready to use
5 DC/DC, 500.0 W, Single Output, Connector RMOD500-W Series
Focus
  • Wide input voltage range (32-96VDC)
  • Water & dust proof (IP67), robust and reliable
  • Operating temperature range: -40°C to +90°C
  • Protections: Input Reverse Polarity Protection, Input UVLO, Output OCP, SCP, OVP, OTP
6 DC/DC, 600.0 W, Single Output, Connector RMOD600-EW Series
Focus
  • On-Board DC/DC Converter
  • E-Mobility and industry vehicles
  • Very wide input voltage range for 48V / 80V / 96V
  • Plug & Play, ready to use
7 DC/DC, 600.0 W, Single Output, Connector RMOD600-W Series
Focus
  • On-Board DC/DC Converter
  • E-Mobility and industry vehicles
  • Very wide input voltage range for 48V / 80V
  • Plug & Play, ready to use
8 DC/DC, 2000.0 W, Single Output, Connector RMOD2000-EW Series
Coming Soon
  • High voltage DC/DC converter for E-Mobility
  • Covering input voltage range 180-950VDC
  • IP67, IP69, IP69K protection acc. to ISO 20653
  • EN62477-1, ISO 6469-3, ECE-R10/100
9 DC/DC, 4000.0 W, Single Output, Connector RMOD4000-EW Series
Coming Soon
  • High voltage DC/DC converter for E-Mobility
  • Covering input voltage range 180-950VDC
  • IP67, IP69, IP69K protection acc. to ISO 20653
  • EN62477-1, ISO 6469-3, ECE-R10/100