ZHCAC32 September 2020
直流充電站需要能夠在 30 分鐘內(nèi)充電至 80% SOC 的高功率轉(zhuǎn)換器。這些快速充電應(yīng)用需要模塊化電源轉(zhuǎn)換器,這些轉(zhuǎn)換器可以并聯(lián)來適應(yīng)不同的功率級別,從而實(shí)現(xiàn)快速充電。最重要的參數(shù)是能量密度和系統(tǒng)效率。能量密度是指在給定的轉(zhuǎn)換器體積下可以傳輸?shù)哪芰?。如果我們可以在相同尺寸下使功率輸出加倍,則可以顯著節(jié)省成本,并有助于快速充電。這是通過在高開關(guān)頻率下運(yùn)行轉(zhuǎn)換器來實(shí)現(xiàn)的,這可以減小磁性元件的尺寸,從而幫助實(shí)現(xiàn)高功率密度。更高的系統(tǒng)效率意味著更低的損耗和更小的散熱器解決方案,適用于給定的應(yīng)用。它還可降低器件上的熱應(yīng)力,并有助于延長器件的預(yù)期壽命。汽車技術(shù)的新趨勢是車輛到電網(wǎng) (V2G) 的概念,它允許在車輛停車或不使用時(shí)將能量從電池流向電網(wǎng),從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的穩(wěn)定性。這要求兩個(gè)功率級都是雙向的,可支持此類應(yīng)用。該轉(zhuǎn)換器還必須能夠通過具有應(yīng)用所需電壓轉(zhuǎn)換比的高頻變壓器在輸入和輸出級之間提供電隔離。轉(zhuǎn)換器必須在寬輸入和輸出電壓范圍內(nèi)通過固有的軟開關(guān)(如 ZVS/ZCS)以高效率運(yùn)行。
交流/直流級(也稱為 PFC 級)是電動(dòng)汽車充電站中的第一級功率轉(zhuǎn)換。它將來自電網(wǎng)的輸入交流電源 (380–415VAC) 轉(zhuǎn)換為大約 800V 的穩(wěn)定直流鏈路電壓。如上所示,PFC 級對于保持正弦輸入電流非常重要,THD 通常小于 5%,用以提供高于線間輸入電壓幅度的受控直流輸出電壓、單級電源轉(zhuǎn)換、無電隔離、單向和雙向電源流、可能具有(有限)無功功率補(bǔ)償功能、簡單電路拓?fù)?、簡單調(diào)制和控制方案,以及實(shí)現(xiàn)高效率和高功率密度的可能性。
直流/直流級是電動(dòng)汽車充電站中的第二級功率轉(zhuǎn)換。它將 800V 的傳入直流鏈路電壓(對于三相系統(tǒng))轉(zhuǎn)換為較低的直流電壓,以便為電動(dòng)汽車的電池充電。電動(dòng)汽車充電標(biāo)準(zhǔn)受組合充電系統(tǒng) (CCS) 和 CHAdeMO 等標(biāo)準(zhǔn)的約束。直流/直流轉(zhuǎn)換器必須能夠在寬范圍(例如 50V - 500V)內(nèi)為電池提供額定功率,來適應(yīng)從 48V(電動(dòng)自行車)一直到 400V (PHEV) 的電池,并且能夠根據(jù)電池的荷電狀態(tài) (SOC) 以恒流或恒壓模式為電池充電。