超级快充 | 单枪充电功率 | 最大输出电压 | 充电电流 |
定义(2022) | ≥350kW | ≥800V | ≥400A |
投运(2023) | 600kW/480kW | 1000V/800V | 600A |
趋势:
充电模块
(30kW→60kW→80kW)
充电桩功率
快充→超冲→超快充
(120kW→240kW→800kW)
功率器件
SJMOS→ IGBT→ SiC→ 模块
更大的功率密度
功率密度增加50%,体积减少50%!
设计推荐取决于系统总输出功率以及充电模块的拓扑及构建。对于功率不超过 30 kW 的壁挂式充电墙和充电桩,建议使用分立器件,而 350 kW 系统则最好使用功率模块。功率在 50 kW 至 150 kW 之间的充电系统,应根据环境因素、空间和价格等来决定,是选择使用分立器件还是功率模块
三相有源前端(AFE)能够解决总谐波失真(THD)问题,可以实现正弦波输入电流,同时为后级提供可变输出直流电压。但设计复杂,必须为栅极驱动器提供隔离电源和输入端滤波;
目前受欢迎的解决方案是 Vienna 整流器,该三相三电平 PWM 整流器仅需三个有源开关,和一个双升压型功率因数校正电路。其输出电压受控,并且哪怕市电电源不稳定或一相断电时,它仍然可以继续运行。此外,倘若控制电路发生故障,输出或前端亦不会出现短路,是坚固耐用的解决方案。同AFE 一样,其输入电流为正弦波形,它的功率因数最高可达 0.997,THD 低于 5%,并且效率达到 97%或更高。
AC/DC整流部分模块方案(>50kW)
在研发大功率充电模块或者更高功率级别的充电系统时,推荐采用模块的解决方案。这种功率级别的解决方案更适于使用液冷技术。可利用开关频率为 40 kHz 的 SiC Easy 2B 模块来实现三电平 Vienna整流器。
产品特点:直接覆铜基板(DBC)、带NTC热敏电阻、引脚可焊接或压接。
功率模块整体解决方案(>50kW)
充电桩快充模块规格:
功率:60kW,120A@500V
直流母线(DC link)电压840V
DC/DC部分则可充分利用开关频率最高达到 300 kHz 的交错式三相或多相降压转换器。在这种应用中, Easy 1B 模块结合分立式 SiC二极管,可以实现很高效率。
谐振拓扑:具有效率优势的DC/DC,可实现电气隔离,同时提高了功率密度和缩小体积,特别在原边电感集成到变压器中的应用。
零电压开关(ZVS):可降低开关损耗,帮助提高整个系统的能效。
多交错式降压转换器:对于与电网隔离架构,该转换器是首选的DC/DC拓扑,其优势是可在各相之间实现负载均衡,减小纹波和滤波器尺寸,但代价是要使用更多器件。
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