車載專用逆變電源解決方案與UPS應用對比.doc

1、車載電源的應用-車載專用逆變器與UPS電源的對比1、 傳統(tǒng)UPS電源在車載上的應用：1、與載體電路兼容性的問題： 當前汽車自發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率都比較大,如果不加以利用是非?？上У?例如:我在為用戶提供方案時遇到一輛奔馳面包車，其自身直流發(fā)電機的輸出為（額定14V220A=3080VA）車輛自身所有負載包括大燈、空調(diào)全開需要90安電流。而車輛在白天使用時是不需要開大燈的。能夠利用的電力大約為2000VA左右。 如果使用UPS作為電源:大多數(shù)UPS的直流輸入一般為48VDC 96VDC 192VDC很難將汽車的電力利用起來2、 帶載范圍的問題： UPS的設(shè)計更多的是針對電腦、服務(wù)器一類的容性負載.

2、不適合為感性和混合型負載供電 而在特種車輛上安裝的負載比較復雜,包括通訊、導航設(shè)備，電腦，還有為了讓工作人員的工作環(huán)境更舒適,還要裝備空調(diào)、電熱壺等家電。3、 使用性與安裝方面的問題： UPS的并聯(lián)冗余或并聯(lián)擴容方案在中大功率UPS應用中已被廣泛采用。然而，一般應用在車船的UPS都是小功率的,普通小功率UPS又無法并聯(lián)。這樣，其可靠性、擴容性就受到了制約.車船上的空間比較有限。而普通型UPS一般體積較大、重量較重.外型一般有兩種: 塔式或機架式。但無論那一種都需落地或擺放在臺面上，占一定的安裝位置。4、 故障率的問題:UPS適合安裝在機房辦公室這些固定場所，不具有抗震性，在車載上應用會增加UP

3、S的故障率。UPS不適合帶感性和混合性負載，這些負載會增加UPS的故障率.UPS在車載上的應用故障率比在機房中安裝的UPS故障率高大約30%。很多用戶在UPS的保修期過后會選擇換個新的UPS，因為維修的成本太高不值得修，同時還降低了車輛的出勤率，換個UPS會更合算。5、 充電問題： UPS的設(shè)計以不間斷為主，而且在商業(yè)、工業(yè)場所很少停電所以在其充電電路的設(shè)計上并沒有考慮到車載應用中需要頻繁地充電,還要在較短時間內(nèi)將較大容量的電池組充滿，通常充電電流也不會太大（如3KVA充電電流一般為3-6A)。這樣就使得普通型UPS根本無法適應車船應用的工作特點. 2、 車載專用逆變器的應用（以荷蘭VICTR

4、ON逆變器為例） 1、逆變器的直流輸入為12V48V：可以充分利用載體的自發(fā)電.將后備蓄電池的安裝數(shù)量降到最低,節(jié)省車內(nèi)寶貴的空間，而且低電壓更安全。 2、專業(yè)的移動電源：有很好地抗震性、負載適應性（適合各種容性、感性、混合型負載） 3、安裝：體積小、重量輕，可平放、側(cè)放、壁掛安裝?？刹C冗余、可三相連接 4、充電速度快：以12V3000VA逆變充電一體機為例：充電電流能達到120A從以上分析可得出，普通UPS與VICTRON逆變充電一體機的主要技術(shù)區(qū)別如下:1、 VICTRON逆變充電一體機能適應各類容性、感性和混合負載，如照明、電腦、微波爐、打印機、空調(diào)、電動工具等，啟動功率大：特別適合如

5、冰箱、壓縮機、電動工具等負載，傳統(tǒng)UPS技術(shù)不能提供類似性能。3KVA型號能最大輸出6KW的功率，而24V/800VA型號逆變器即可啟動一臺冰箱。2、 普通UPS的充電電流小,電池組容量受限制,不適合車載上蓄電池頻繁放電的要求,經(jīng)常會遇到電池不足的情形，而VICTRON逆變充電一體機充電電流大，電池組備用時間長，12V/3KVA的型號充電電流達120A，能迅速充滿蓄電池。3、 自適應4階段充電特性：bulkabsorption-floatstorage，Phoenix充電器采用微處理器控制的自適應電池管理系統(tǒng)，可以預先設(shè)置適合不同種類型的蓄電池。自適應特性會根據(jù)電池使用狀態(tài)來優(yōu)化充電過程，而普

6、通UPS充電特性簡單，VICTRON逆變充電一體機的充電特性能延長電池壽命。4、 與發(fā)電機的配合，VICTRON逆變充電一體機的輸入功率因數(shù)為1，與發(fā)電機的配比為1，相比UPS，發(fā)電機的容量可以減少。5、 是使用性與安裝方面的問題，車船上的空間比較有限。而普通型UPS一般體積較大、重量較重.無論那一種都需落地或擺放在臺面上，占一定的安裝位置，而VICTRON逆變充電一體機體積小、重量輕，3KW只有18KG，外型尺寸362x258x218（ HXWXD mm)，可落地擺放或壁掛式，而對同樣應用的工頻UPS其重量達到60多KG。6、 VICTRON逆變充電一體機運行效率高,達95，運行安靜，而普通

7、UPS只能達到85% ,且噪音較大7、 VICTRON逆變充電一體機同樣具備不間斷AC電力（UPS功能）：電網(wǎng)中斷，逆變器啟動供應負載電力，由于切換很快（<10MS）不影響設(shè)備運行。8、 VICTRON逆變充電一體機通過歐洲車載電子產(chǎn)品電子兼容和安全標準95/54/EC 荷蘭VICTRON能源公司正是針對車載、船用的實際應用推出了PHOENIX MULTIPLUS系列車載/船舶專用電源。另外也推出了具有兩路交流電源輸入的QUATTRO系列逆變充電一體機，用戶使用將更加方便。2、VICTRON逆變充電一體機使用配置方案我們來考慮一實際應用，負載3.5KW,4。0KW發(fā)電機，其中有2KW的空

8、調(diào)負載+1。2KW的通訊負載+0。3KW的12V和24V直流負載，如何選用車載電源？方案A：選擇VICTRON具有兩路交流電源輸入的QUATTRO系列逆變充電一體機，額定容量24V3000VA/ 2500W,最大輸出功率5KW，當發(fā)電機輸入時，發(fā)電機功率和逆變器功率可以并網(wǎng)同時輸出,輸出最大功率值6.5KW（帶感性負載時可達9KW）。QUATTRO逆變充電一體機還具有兩路交流輸出，第一路有后備供電能力，并且切換時間很短（小于10ms），第二路沒有后備供電能力。因此，將2KW的空調(diào)負載接在輸出2上，通訊負載接在輸出1上，直流負載則直接接在后備蓄電池組上，12V的直流負載則通過VICTRON DC

9、/DC轉(zhuǎn)換模塊得以解決。這樣在車運行過程中，發(fā)電機不工作的條件下，可滿足1.5kw負載的不間斷工作;在發(fā)電機和逆變電源同時工作的條件下，則最多能提供9KW的沖擊功率。流程圖A：沒有后備供電2KW空調(diào)有后備供電1.2KW通信負載逆變器額定功率：3000VA/2500W最大輸出功率：5000W，持續(xù)3秒0.3KW直流負載200A遠程控制面板后備電池市電發(fā)電機方案B：如果備用時間要求長，單獨使用電池組容量過大，可考慮配合車上直流發(fā)電機在汽車運行同時對電池充電.把市電或發(fā)電機的輸出分為2路，其中通訊設(shè)備接在輸出1上,帶關(guān)鍵負載,另外空調(diào)一路接在輸出2上,這樣在車運行過程中，發(fā)電機不工作的條件下，可滿足

10、1.5kw負載的不間斷工作，由于汽車硅發(fā)電機提供的輸出通?？山鉀Q600800W的負載供電，這樣可以節(jié)省后備蓄電池的放電容量，從而能夠大幅度延長后備工作時間，也能夠延長后備蓄電池的使用壽命?？驁DB：VICTRON多功能逆變電源/充電器24/3000/70一臺空調(diào)負載2.0KW發(fā)電機5KW市電關(guān)鍵負載1。5KW不間斷供電汽車發(fā)電機Cyrix 200/24電池分離器汽車啟動蓄電池蓄電池組24V/200AH流程圖B:當汽車運行時，汽車發(fā)電機對汽車啟動電池充電，充滿后，可對逆變器的備用電池組進行充電，這樣蓄電池一邊放電，一邊充電,可延長電池使用時間，Cyrix 200/24電池分離器的作用是可以保證啟動

11、電池不對負載放電（否則影響汽車的發(fā)動)。荷蘭VICTRON逆變電源廠家可同時提供Cyrix 200/24產(chǎn)品。3電腦、冰箱等負載2PH-M逆變器（含充電器） 1蓄電池如果選用普通UPS，容量至少要8KVA（考慮負載的沖擊，可能要更大）,則發(fā)電機至少要配10KW，而負載只有3。5KW,這樣發(fā)電機的運行效率很低,影響發(fā)電機的壽命和使用成本。3、VICTRON逆變充電一體機系統(tǒng)集成方案電力控制功能(Powercontrol性能）：對有限的電網(wǎng)或發(fā)電機提供最大的輸出，在首先滿足負載電力需求的前提下，對電池進行充電:在岸電輸入限制為16A的情形下（可用遠程面板設(shè)定),在首先滿足負載輸出電流13A下，剩余

12、電力對電池充電，當負載降低時，充電電流增大。電力輔助功能(PowerAssist性能):提高電網(wǎng)和發(fā)電機的電力供應,MultiPlus型號領(lǐng)先的性能，當電網(wǎng)電力不足時，可以從電池 逆變電力提供額外的負載電力（并網(wǎng)功能）。在岸電輸入限制為16A的情形下（可用遠程面板設(shè)定）,當負載電流加大到21A時,可由電池逆變提供額外的電力需求.負載需求6.5KVA(30A），適合游艇長度至15米、休閑旅行車和工具車應用負載系統(tǒng)組成照明系統(tǒng)通訊、導航系統(tǒng)水加熱器微波爐電磁爐咖啡爐或水壺電視TV/DVD機手提電腦小充電器（手機、電動剃須)冰箱1臺PHM 12/3000/120BMV600電池監(jiān)測儀2 ×

13、12V/200AHMulti control遠程控制面板Alternator 12/150直流發(fā)電機DC LINK連接盒隔離變壓器POWERMAN自動切換開關(guān)這是一套智能式的車載電源供電系統(tǒng).平時可由逆變電源產(chǎn)生交流輸出，當用電高峰期來臨或電池虧電時時,無需人工操作，逆變器會自動啟動交流發(fā)電機供應負載同時對電池充電.當負載功率下降或電池充滿后，交流發(fā)電機也將被自動關(guān)閉。電池組合器會自動隔離汽車啟動電池與后備電池組，以防止電池供電模式下，向啟動電池取電。并且若啟動電池損壞或虧電，只需合上電池組合開關(guān)就可利用后備電池組來啟動汽車.使用VICTRON的電源組合器，將車上本身的12V直流發(fā)電機接入逆變

14、電源直流端，這樣，在汽車運行過程中.負載所需電力是由直流發(fā)電機通過蓄電池經(jīng)逆變成220VAC來供應。只有當汽車停車后,才使用后備電池組的電能。一旦電池低壓，UPS逆變電源自動向發(fā)電機發(fā)送啟動信號。保證負載的工作不受電力影響.并且無需配備較多的電池組.另外系統(tǒng)可選配遠程監(jiān)控面板（尺寸：65×120×40mm）,安裝在車內(nèi)操作面板區(qū)，隨時了解逆變電源/充電器的應用狀態(tài),顯示：工作狀態(tài)：逆變工作（inverter on）過載告警(overload)溫度過高（temperature）市電輸入（mains on)電池狀態(tài)：電池低壓(low battery）快充階段(bulk)均充階段

15、（absorption)浮充階段（float）操作：控制工作狀態(tài)：開機（on）關(guān)機(off）只充電（charger only）控制輸入電流：shore current limiter （為防止市電開關(guān)電流不夠而引起跳閘或保險絲熔斷)4、VICTRON車載逆變電源應用實例VICTRON車載UPS助力航天工業(yè)：中國航空航天部湖南某基地正式?jīng)Q定采用VICTRON 1600VA/12VDC車載UPS為其通信指揮車提供電源保障。    通信車主要負載為通訊設(shè)備及電腦等.負載功率雖不大,但如果要長時間在外工作就需要配備大量的電池組，車內(nèi)有限的空間則無法實現(xiàn)這一要求.后經(jīng)多方比

16、較、選擇,最終采用了VICTRON多功能UPS電源的解決方案.使用VICTRON的電源組合器，將車上本身的12V直流發(fā)電機接入UPS直流端，（車載UPS會自動隔離發(fā)電機與電池組)這樣，在汽車運行過程中.負載所需電力是由直流發(fā)電機經(jīng)UPS逆變成220VAC來供應的.只有當汽車停車后，才使用后備電池組的電能。一旦電池低壓,UPS自動向發(fā)電機發(fā)送啟動信號（所用電機為電啟動）。保證負載的工作不受電力影響.并且無需配備較多的電池組。  另外車載UPS的充電性能也是用戶選擇的重點原因之一：車載UPS為最先進的四階段式充電(普通UPS為三段式）并帶有溫度傳感器以調(diào)節(jié)充電曲線可以最有效的保證電池的使

17、用壽命.其充電電流較大，最高可達70A，是普通UPS的十多倍。適合車載應用中需要快充并頻繁放電的應用需求。在直流發(fā)電機啟動時,若負載降低,多余的電能還將被用于充電。   正是因為VICTRON車載UPS各方面性能是針對車載的實際應用而設(shè)計的,所以才受到了廣大客戶的一致好評。英國BTSKY新聞臺選用VICTRON MULTIPLUS提供車載電力需求，對空間和重量非常苛刻的應用場合如：新聞采訪車,MULITPLUS車載逆變器可減少車上發(fā)電機容量50，在電力需求高峰期間,逆變器提供發(fā)電機以外的輔助電力來保證負載的電力，在負載較少時,對蓄電池充電。應用該電源系統(tǒng)可保證MERCEDES VITO采訪車上新聞編輯設(shè)備、衛(wèi)星傳輸設(shè)備的足夠電力需求。在特種汽車應用上，車上的電器設(shè)備越來越多，在較小的空間范圍內(nèi)，需要有更多的電力來運行這些設(shè)備成為設(shè)計的挑戰(zhàn)，電影櫥房（FILM CUISINE）是為電影和電視人員提供現(xiàn)場的餐飲服務(wù)車，在車上安裝了冰箱、電加熱水壺、照明及廚房上的其他設(shè)備,在高峰用電時,消耗電力達10KVA,用10K發(fā)電機來提供電力對車載要求重量和體積太大.VICTRON的多功能3K逆變電源（PHOENI