電気自動車のDC/DCについて詳しく解説
電気自動車（EV）には、エンジン車に使用される大型の高電圧リチウムイオン電池と低電圧鉛蓄電池が搭載されています。両方のバッテリーを充電する必要があり、リチウムイオンバッテリーは充電ステーションで充電する必要があり、鉛蓄電池はリチウムイオンバッテリーから充電する必要があります。現在、ある直流電力を別の直流電力に変換する装置がDC/DCコンバータです。 DC/DCコンバータの機能とシステム構成について説明します。
DC/DCコンバータとは何ですか?
DC/DCコンバータの概要
すべての EV デバイスは電気に依存して動作します。駆動モーターなどは大型・高電圧のリチウムイオン電池の電力で動作し、その他多くの車載機器（ECU、カメラ、ライトなど）は低電圧の鉛蓄電池の電力で動作します。操作する。鉛蓄電池は充電しないと電力不足になるため、リチウムイオン電池から充電する必要があります。このうち、高圧直流電力を低圧直流電力に変換する装置がDC/DCコンバータです。低電圧化することで、EVのさまざまな車載機器が適切な電圧で動作できるようになります。
高電圧と低電圧の使い分け
- 高電圧の使用
駆動モーターを動作させるには高電圧が必要です。モーターは大きな電力を必要とするため、低電圧で動作させようとすると大電流が発生し、回路内の損失が増加し、変換効率が悪くなります。効率を上げるには電流を抑えるために高電圧（400V以上）が必要です。
- 低電圧の使用
駆動モーター関連以外の機器（車内の各種機器やヘッドライトなど）には低電圧が使用されています。また、高電圧機器であっても内部制御回路は低電圧で動作します。そのため、高電圧から低電圧に変換するDC/DCコンバータが必須となります。
DC/DCコンバータの回路構成について
全体構造
・電圧検出（入力側）：リチウムイオン電池からの入力電圧を測定します。
・ノイズフィルタ（入力側）：コンデンサとコイルによりノイズを除去
・電圧変換回路：絶縁トランスとFETによるスイッチングにより電圧を変換します。
・ノイズフィルタ（出力側）：コンデンサとコイルによりノイズを除去
- 電圧検出（出力側）：出力電圧を測定します。
・制御回路：変換回路等の制御を行います。
・DC/DCコンバータ：制御回路に電源を供給します。
・通信回路：外部との通信回路
EV では、モーター以外のほとんどの車載デバイスは、車両の主電源電圧よりもはるかに低い電圧で動作します。このうち、リチウムイオン電池の高電圧直流出力を低電圧直流に変換する装置がDC/DCコンバータです。今後、EVの増加に伴い、DC/DCコンバータの搭載数も増加すると考えられます。
また、さまざまな機器の電子化・高出力化に伴い、DC/DCコンバーターの高出力化も追求する必要があります。今後、車載用電子部品には高電圧（高耐圧）、大電流、低損失、高耐熱、小型化などの高性能化が求められます。
