圖 1：新能源車載應用的典型電源架構（來源：RECOM）
非乘用電動車輛 (EV) 涵蓋從電動叉車到拖拉機再到挖掘機等諸多應用。其應用場景包括機場擺渡車和高爾夫球車等載人交通工具；建筑、采礦和園林等行業所用的戶外設備；或托盤裝載機、叉車和自動導引車等室內設備。
當然，高爾夫球車等許多輕型電動車輛已經投入使用很長一段時間。但現在，建筑和采礦等行業的重型設備也開始采用電動車輛。 推動此類車輛電氣化的趨勢具體如下：
· 全球排放法規日益嚴格
· 對高效能源效率的需求
· 降低成本的壓力
· 降低噪音
· 自動導引車 (AGV) 和機器人等自動化機器的興起
如圖 1 所示，非乘用電動車輛通常使用高壓 (HV) 電池組作為主要動力。車載或非車載 AC/DC 轉換器為這些電池組提供充電電源，電池組為牽引電機逆變器和其他高壓子系統提供直流電壓，最高可達 800 V，也可以低至 96 V 或更低。
每種類型的設備都可以根據自身規格采用不同的電壓。以下列出了一些具體示例：
· 用于短距離托盤運輸的步行式堆垛機（典型值 24 V）
· AGV (24 V – 96 V)
· 中型叉車（36 V – 48 V）
· 平衡重式叉車（48 V – 96 V）
· 機場行李車、旅客運輸車（48 V –96 V 或 450 V-800 V）
· 建筑施工車輛和運輸卡車（450 V – 800 V）
除了高壓電源外，電力輸送系統還必須配備大量低壓模塊。根據車輛的不同，這些低壓模塊可能包括儀表板、低功率閥門、電機和執行器、輔助電源插座、車門鎖、雨刷器、喇叭和室內照明燈。 非乘用電動車輛通常還包括一個為低壓設備提供 12 V - 24 V 電壓的次級電池；此外，還需要配備一個 DC/DC 轉換器模塊，用于將高壓電壓轉換為較低電壓，以便為車載 12 V 或 24 V 電池充電。
電動車輛：惡劣環境應用
許多越野電動車輛必須在極端條件下工作，比如礦山、許多工業場所和建筑工地等。這些條件會對車輛造成嚴重的工作壓力，因此被歸類為惡劣環境應用。
電氣應力包括高壓電壓變化、接地差異、高壓和低壓系統之間需要進行電氣隔離等等。這些環境中的機械應力可能包括極熱或極冷的溫度、沖擊和振動、腐蝕、灰塵或濕氣侵入等等。
為了應對電氣環境，用于非乘用電動車輛的 DC/DC 電源模塊應具備穩壓輸出和電氣隔離，并可在寬輸入電壓范圍內提供全功率輸出。為了應對機械應力，模塊必須具備堅固結構，可在較大的溫度范圍內正常工作，并且必須具備適當的 IP 等級。
IP（入口保護）等級是行業標準分類，表示對固體和液體物質的防護水平。IPxx 等級中的兩個獨立數字，分別表示對防塵和防潮級別的分類。IP69K 等級的外殼必須防塵，并能承受高壓水和蒸汽清潔。
RECOM RMOD 系列針對電動車輛應用進行了優化
圖 2：RMOD 系列寬范圍 DC/DC 電源已針對電動車輛應用進行了優化（來源：RECOM）
RECOM 制造各種 AC/DC 和 DC/DC 轉換器，可滿足許多電動車輛應用的電源轉換需求。
RMOD 系列穩壓 DC/DC 電源（圖 2）專為非乘用電動車輛設計，用于從高壓牽引電池向低壓網絡供電。 RMOD 產品結構異常堅固、尺寸緊湊且密封良好，可提供從 300 W 到 600 W 不等的一系列解決方案，采用底盤安裝，從而免于使用冷卻風扇。RMOD 系列具備超寬輸入電壓范圍，最高可達 120 VDC，因此非常適用于具有 24 V 至 96 V 標稱電壓電池供電系統的電動車輛。
許多非乘用電動車輛通常缺乏對電子模塊的保護措施。由于 RMOD 系列采用防水防塵的外殼結構，因此不需要額外的保護外殼，可以直接安裝到底盤的任何位置，能夠抵御機械沖擊和高溫，即使在最惡劣的條件下也能可靠工作。
RMOD 系列 DC/DC 電源包括 300 W、400 W 型號和兩個 600 W 型號。RMOD600-W 的輸入電壓范圍為 33.6 V 至 96 V（可以承受 125 V 電壓長達 5 分鐘），輸出電壓為 24 V；RMOD600-EW 的輸出電壓為 13 V，具備 33.6 V 至 125 V 的超寬連續輸入電壓范圍。兩個型號均可在低至 24 V 的電壓下工作長達 5 分鐘。RMOD 系列電源隔離電壓為 2.5 kVDC，并獲得 IEC/EN/UL/CSA 62368-1 認證，采用基板冷卻方式，可在最高 85°C 環境溫度下工作而不會降額。
RMOD 系列的所有產品均達到 IP67 防護等級，RMOD400/600 甚至達到 IP69K 等級，可有效防塵防水，并通過 EN 60068 認證，能夠耐受溫度循環、沖擊和長時間工作、濕熱循環、振動、機械沖擊和鹽霧。全面的電氣保護加上這些認證，使得 RMOD 系列非常適合安裝在非公路電動車輛等苛刻應用環境下的暴露區域，同時也可安裝在工業物料搬運設備中。
結論
非乘用電動車輛涵蓋從叉車到機場設備再到建筑設備等大量產品。為了順應全球追求更高效、更環保解決方案的趨勢，電動車輛正逐漸取代內燃機車輛。
本文回顧了非乘用車輛電源架構設計師面臨的電氣和環境要求，并介紹了能夠通過寬范圍高壓輸入提供低壓電源的 RMOD 系列 DC/DC電源。 |
