ZHCAC32 September 2020
直流充電站需要能夠在 30 分鐘內充電至 80% SOC 的高功率轉換器。這些快速充電應用需要模塊化電源轉換器,這些轉換器可以并聯來適應不同的功率級別,從而實現快速充電。最重要的參數是能量密度和系統效率。能量密度是指在給定的轉換器體積下可以傳輸的能量。如果我們可以在相同尺寸下使功率輸出加倍,則可以顯著節省成本,并有助于快速充電。這是通過在高開關頻率下運行轉換器來實現的,這可以減小磁性元件的尺寸,從而幫助實現高功率密度。更高的系統效率意味著更低的損耗和更小的散熱器解決方案,適用于給定的應用。它還可降低器件上的熱應力,并有助于延長器件的預期壽命。汽車技術的新趨勢是車輛到電網 (V2G) 的概念,它允許在車輛停車或不使用時將能量從電池流向電網,從而實現電網的穩定性。這要求兩個功率級都是雙向的,可支持此類應用。該轉換器還必須能夠通過具有應用所需電壓轉換比的高頻變壓器在輸入和輸出級之間提供電隔離。轉換器必須在寬輸入和輸出電壓范圍內通過固有的軟開關(如 ZVS/ZCS)以高效率運行。
交流/直流級(也稱為 PFC 級)是電動汽車充電站中的第一級功率轉換。它將來自電網的輸入交流電源 (380–415VAC) 轉換為大約 800V 的穩定直流鏈路電壓。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、單級電源轉換、無電隔離、單向和雙向電源流、可能具有(有限)無功功率補償功能、簡單電路拓撲、簡單調制和控制方案,以及實現高效率和高功率密度的可能性。
直流/直流級是電動汽車充電站中的第二級功率轉換。它將 800V 的傳入直流鏈路電壓(對于三相系統)轉換為較低的直流電壓,以便為電動汽車的電池充電。電動汽車充電標準受組合充電系統 (CCS) 和 CHAdeMO 等標準的約束。直流/直流轉換器必須能夠在寬范圍(例如 50V - 500V)內為電池提供額定功率,來適應從 48V(電動自行車)一直到 400V (PHEV) 的電池,并且能夠根據電池的荷電狀態 (SOC) 以恒流或恒壓模式為電池充電。