Într-un vehicul hibrid și în alte vehicule electrice (VE), două elemente cheie lucrează împreună pentru a gestiona energia și a reîncărca circuitele. Iată cum funcționează în tandem aceste componente critice – invertorul și convertorul.
Funcția unui invertor
În linii mari, un invertor este un dispozitiv electric care transformă electricitatea derivată dintr-o sursă de C.C. (Curent Continuu) în C.A. (Curent Alternativ) de tipul care poate fi utilizat pentru a acționa un dispozitiv sau un aparat. Într-un sistem solar, de exemplu, energia stocată de bateriile încărcate de panourile solare este convertită în curent C.A. standard de către invertor, care furnizează energie prizelor și altor dispozitive standard de 120 de volți.
Un invertor îndeplinește același tip de funcție într-o mașină hibridă sau electrică (VE), iar teoria de funcționare este relativ simplă. Curentul C.C., de la o baterie hibridă, de exemplu, este introdus în înfășurarea primară dintr-un transformator aflat în carcasa invertorului. Prin intermediul unui comutator electronic (în general un set de tranzistoare semiconductoare), direcția fluxului de curent este continuu și regulat inversată (sarcina electrică intră în înfășurarea primară, apoi brusc se inversează și iese). Intrarea/ieșirea electricității produce curent C.A. în circuitul înfășurării secundare a transformatorului. În cele din urmă, această electricitate cu curent alternativ indus furnizează energie unei sarcini C.A. – de exemplu, motorului de tracțiune electric al unui vehicul electric (VE).
Un redresor este un dispozitiv similar cu un invertor, cu excepția faptului că face opusul, convertind curentul C.A. în curent C.C.
Funcția unui convertor
Mai corect numit convertor de tensiune, acest dispozitiv electric modifică de fapt tensiunea (fie C.A., fie C.C.) a unei surse de energie electrică. Există două tipuri de convertoare de tensiune: convertoare ridicătoare (care cresc tensiunea) și convertoare coborâtoare (care scad tensiunea). Cea mai comună utilizare a unui convertor este de a prelua o sursă de tensiune relativ scăzută și de a o ridica la tensiune înaltă pentru sarcini grele într-o sarcină cu consum mare de energie, dar acestea pot fi utilizate și invers pentru a reduce tensiunea pentru o sursă cu sarcină ușoară.
Unități Tandem Invertor/Convertor
Un invertor/convertor este, așa cum sugerează numele, o singură unitate care găzduiește atât un invertor, cât și un convertor. Acestea sunt dispozitivele utilizate atât de vehiculele electrice (VE), cât și de cele hibride pentru a gestiona sistemele lor de tracțiune electrică. Împreună cu un controler de încărcare integrat, invertorul/convertorul furnizează curent către pachetul de baterii pentru reîncărcare în timpul frânării regenerative, și de asemenea furnizează electricitate motorului/generatorului pentru propulsia vehiculului. Atât vehiculele hibride, cât și cele electrice (VE) utilizează baterii C.C. de tensiune relativ scăzută (aproximativ 210 volți) pentru a reduce dimensiunea fizică, dar acestea utilizează, în general, și motoare/generatoare C.A. de înaltă tensiune (aproximativ 650 de volți) și de înaltă eficiență. Unitatea invertor/convertor coordonează modul în care funcționează împreună aceste tensiuni și tipuri de curent divergente.
Din cauza utilizării transformatoarelor și semiconductoarelor (și a rezistenței întâlnite aferente), aceste dispozitive emit cantități enorme de căldură. Răcirea și ventilația adecvate sunt esențiale pentru menținerea componentelor operaționale. Din acest motiv, instalațiile invertor/convertor din vehiculele hibride au propriile sisteme de răcire dedicate, complete cu pompe și radiatoare, care sunt complet independente de sistemul de răcire al motorului.
