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车载充电器是双赢解决方案

电动车 DC- DC 快速充电最好由车载转换器来解决,而不是更多的充电站。

Car charging image

Vicor 展示了一种 "虚拟电池 "的模块化方法,能够解决电动汽车 DC 快速充电的问题(出自 Nick Flaherty)。

许多现有的 DC 快速充电器使用 400V 的电池组,而不是 800V 的版本。2020 年,全球约有 40 万个可公开使用的 DC 快速充电器,但仅有 2% 支持 800V 车辆。例如在欧洲,4 万个充电站中只有 400 个支持 800V。

Vicor 首席汽车高级现场应用工程师 Haris Muhedinovic 表示,通过使用紧凑、高效和双向电源模块进行车载充电,可以解决这种不兼容性。

安装具有 250 至 920V 的宽电压能力的新的 DC 快速充电站是一种解决方案,但它需要大量的时间和金钱投资。另一种方法是将 400V 的充电站升级至支持 800V,这也带来了一系列的挑战。以超过 150kW 的速度充电并不总是可用,而且充电时间会比 800V 的期望值的更慢。

相反,用模块化的 DC-DC 虚拟电池增加板载充电提供了灵活性和 99% 的效率。Muhedinovic 说,这可以更快地被采用,而且无需对充电基础设施进行奖金投入。

800V 电池和 400V 充电器之间的不兼容问题可以通过电池虚拟化来解决。使用这种技术,即使 800V 电池连接到另一侧,充电器也可以在车载充电器的一侧看到 400V 电池。这种方法从电池电压开始,使其适应充电站接受的电压范围。

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NBM 双向模块为 DC 快速充电创建一个虚拟电池。

Vicor NBM 双向模块支持数十千瓦的功率,功率密度达到 550kW/L 和 130kW/kg。

这些产品采用谐振式正弦振幅转换器拓扑结构,具有零电压和电流开关,可减少高达 50% 的功率损耗。固定比率转换简化了使用独立模块的架构,同时在整个供电链中仍然保持高达 99% 的效率。

这来自于使用更高的频率与硅晶体管来减少磁体的尺寸。谐振架构考虑了模块中元件的电感和电阻,以优化效率。

将电池连接到 NBM 模块的一侧将立即虚拟出另一侧的电池,将电压或电流除以或乘以一个恒定的系数以扩大充电站的电压范围,从 250 到 460V,从到 500 到 920V。这可以增加合适的充电点的数量,使电动车与任何直流充电站兼容。

该模块还可用于最大限度地提高供电链接的效率,因为它可以与牵引电池整合,为低转速驾驶提供更高的效率。例如,城市驾驶需要较低的转速,而 800V 牵引逆变器的效率下降 15% 以上。

该模块可以以这种辅助方式为逆变器提供一半的电池电压,将开关损耗减半并延长驾驶里程。这是集成的、模块化的供电方法如何优化供电网络的另一个优势,从而能部分使用 DC-DC 转换器来保持峰值效率。

模块化封装技术简化电动汽车动力系统的装配和制造,还提供了电源的灵活性和可扩展性。设计师可以使用同一模块配置充电功率从 50 到 150kW 的可扩展包,而不需要额外的资格和认证。

本文最初由 E-Mobility Engineering 发表。

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