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車載充電器是雙贏解決方案

電動車 DC-DC 快速充電最好由車載轉換器來解决,而不是更多的充電站。

Car charging image

Vicor 展示了一種“虛擬電池”的模組化方法,能够解决電動汽車 DC 快速充電的問題(出自 Nick Flaherty)。

許多現有的 DC 快速充電器使用 400V 的電池組,而不是 800V 的版本。 2020 年,全球約有 40 萬個可公開使用的 DC 快速充電器,但僅有 2% 支持 800V 車輛。 例如在歐洲,4 萬個充電站中只有 400 個支持 800V。 

Vicor 首席汽車高級現場應用工程師 Haris Muhedinovic 表示,通過使用緊湊、高效和雙向電源模組進行車載充電,可以解决這種不相容性。

安裝具有 250 至 920V 的寬電壓能力的新的 DC 快速充電站是一種解決方案,但它需要大量的時間和金錢投資。 另一種方法是將 400V 的充電站陞級至支持 800V,這也帶來了一系列的挑戰。 以超過 150kW 的速度充電並不總是可用,而且充電時間會比 800V 的期望值的更慢。

相反,用模組化的 DC-DC 虛擬電池新增板載充電提供了靈活性和 99% 的效率。 Muhedinovic 說,這可以更快地被採用,而且無需對充電基礎設施進行獎金投入。

800V 電池和 400V 充電器之間的不相容問題可以通過電池虛擬化來解决。 使用這種技術,即使 800V 電池連接到另一側,充電器也可以在車載充電器的一側看到 400V 電池。 這種方法從電池電壓開始,使其適應充電站接受的電壓範圍。

NBM9280 image

NBM 雙向模組為 DC 快速充電創建一個虛擬電池。

Vicor NBM 雙向模組支持數十千瓦的功率,功率密度達到 550kW/L 和 130kW/kg。

這些產品採用諧振式正弦振幅轉換器拓撲結構,具有零電壓和電流開關,可减少高達 50% 的功率損耗。 固定比率轉換簡化了使用獨立模組的架構,同時在整個供電鏈中仍然保持高達 99% 的效率。

這來自於使用更高的頻率與矽電晶體來减少磁體的尺寸。 諧振架構考慮了模組中元件的電感和電阻,以優化效率。

將電池連接到 NBM 模組的一側將立即虛擬出另一側的電池,將電壓或電流除以或乘以一個恒定的係數以擴大充電站的電壓範圍,從 250 到 460V,從到 500 到 920V。 這可以新增合適的充電點的數量,使電動車與任何直流充電站相容。

該模組還可用於最大限度地提高供電連結的效率,因為它可以與牽引電池綜合,為低轉速駕駛提供更高的效率。 例如,都市駕駛需要較低的轉速,而 800V 牽引逆變器的效率下降 15% 以上。

該模組可以以這種輔助管道為逆變器提供一半的電池電壓,將開關損耗减半並延長駕駛里程。 這是集成的、模組化的供電方法如何優化供電網路的另一個優勢,從而能部分使用 DC-DC 轉換器來保持峰值效率。

模組化封裝技術簡化電動汽車動力系統的裝配和製造,還提供了電源的靈活性和可擴充性。 設計師可以使用同一模組配寘充電功率從 50 到 150kW 的可擴充包,而不需要額外的資格和認證。

本文最初由 E-Mobility Engineering 發表。

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