超級快充 | 單槍充電功率 | 最大輸出電壓 | 充電電流 |
定義(2022) | ≥350kW | ≥800V | ≥400A |
投運(2023) | 600kW/480kW | 1000V/800V | 600A |
趨勢:
充電模塊
(30kW→60kW→80kW)
充電樁功率
快充→超沖→超快充
(120kW→240kW→800kW)
功率器件
SJMOS→ IGBT→ SiC→ 模塊
更大的功率密度
功率密度增加50%,體積減少50%!
設計推薦取決于系統總輸出功率以及充電模塊的拓撲及構建。對于功率不超過 30 kW 的壁掛式充電墻和充電樁,建議使用分立器件,而 350 kW 系統則最好使用功率模塊。功率在 50 kW 至 150 kW 之間的充電系統,應根據環境因素、空間和價格等來決定,是選擇使用分立器件還是功率模塊
三相有源前端(AFE)能夠解決總諧波失真(THD)問題,可以實現正弦波輸入電流,同時為后級提供可變輸出直流電壓。但設計復雜,必須為柵極驅動器提供隔離電源和輸入端濾波;
目前受歡迎的解決方案是 Vienna 整流器,該三相三電平 PWM 整流器僅需三個有源開關,和一個雙升壓型功率因數校正電路。其輸出電壓受控,并且哪怕市電電源不穩定或一相斷電時,它仍然可以繼續運行。此外,倘若控制電路發生故障,輸出或前端亦不會出現短路,是堅固耐用的解決方案。同AFE 一樣,其輸入電流為正弦波形,它的功率因數最高可達 0.997,THD 低于 5%,并且效率達到 97%或更高。
AC/DC整流部分模塊方案(>50kW)
在研發大功率充電模塊或者更高功率級別的充電系統時,推薦采用模塊的解決方案。這種功率級別的解決方案更適于使用液冷技術。可利用開關頻率為 40 kHz 的 SiC Easy 2B 模塊來實現三電平 Vienna整流器。
產品特點:直接覆銅基板(DBC)、帶NTC熱敏電阻、引腳可焊接或壓接。
功率模塊整體解決方案(>50kW)
充電樁快充模塊規格:
功率:60kW,120A@500V
直流母線(DC link)電壓840V
DC/DC部分則可充分利用開關頻率最高達到 300 kHz 的交錯式三相或多相降壓轉換器。在這種應用中, Easy 1B 模塊結合分立式 SiC二極管,可以實現很高效率。
諧振拓撲:具有效率優勢的DC/DC,可實現電氣隔離,同時提高了功率密度和縮小體積,特別在原邊電感集成到變壓器中的應用。
零電壓開關(ZVS):可降低開關損耗,幫助提高整個系統的能效。
多交錯式降壓轉換器:對于與電網隔離架構,該轉換器是首選的DC/DC拓撲,其優勢是可在各相之間實現負載均衡,減小紋波和濾波器尺寸,但代價是要使用更多器件。
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