普瑞公司开发新型高压升压器 可在400V充电站为800V汽车充电

2021-05-28 10:33:03

盖世汽车讯 欧洲地区大幅扩建400V充电站的基础设施,目前已有约400个地点就绪,并且还在不断增加。然而,800V汽车的电池,很难在400V充电站进行充电。据外媒报道,德国老牌汽车零部件供应商普瑞公司(Preh)为此开发了新型高压升压器。

(图片来源:普瑞公司)

该升压器可以随车携带,在常规400V充电站能使电压从400V升至800V,输出功率达到150 kW,从而为800V汽车快速充电。经过35分钟左右的充电时间,车用电池的充电量能从5%升至80%,这将显著增加高压车辆的充电机会。

该器件是典型的谐振转换器,通常在集成电路中使用。它有两种功率等级,分别为50kW和150kW。其特殊的拓扑使升压器的效率达到97%以上。为了实现这样的效率,需要开发和测试合适的软件算法,以实现全球所有直流充电站的互操作使用。

全球各个国家/地区对快速充电站的具体标准不同,与新国标GB/T 、欧标美标CCS,日标CHAdeMO等有关的充电和通信协议也有所不同。此外,充电电缆预充电、绝缘监控或PE合理性和平衡等主题也因地理位置而异,并且需要使用智能软件算法。普瑞公司为此提供了全球可互操作解决方案,其中带有通用软件和相同硬件。二者均已在常规快速充电站进行过现场测试。

该升压器架构具有两点额外优势:首先,在最高限量为750V的快速充电站,通过150kW的升压器,可使800V动力电池实现100%的充电量,同时不会因切换过程浪费时间;第二,在充电过程中,持续为电气系统组件提供电压,从而保持稳定的800V电压。

安装在升压器顶部的单独的DC/DC转换器,可用作“多转换器”,将800V电压转换为三种不同类型的电压:48V、12V和400V。例如,48V电压可为高性能车辆的侧倾稳定功能提供动力。该系统还可以双向工作,通过恢复功能,可将48V转换回800V。12V电压可为车辆的酒店用电负载供电,而400V电压将用于运行电动空调压缩机。一些OEM已在探讨,如何取代电动汽车中传统的12V电池,尤其是为了减轻重量。将来,使用包含DC/ DC转换器组合的智能系统架构,有可能实现这一点。

该三级DC/ DC转换器具有高效封装的设计特点。由于安装空间较小,为电磁兼容性(EMC)隔离措施留下的空间非常小,因此其挑战之一是充分避免发生EMC干扰。因此,在每一级上都使用谐振转换器,能够以高达96%的效率,实现柔和无损耗的电压转换。

受益于高效率,所产生的废热可以大幅减少,并实现紧凑的系统设计。所选择的拓扑可使内部电压保持低于650V。因此,可以在表面贴装器件(SMD)设计中,使用成本较低的Si MOSFET(硅金属氧化物半导体场效应晶体管)。此外,纹波电流(ripple current)可以保持较小的振幅。

该转换器的核心在于强大的计算单元,通过智能控制概念,控制整个多转换器系统。该多转换器和高压增压器适合紧凑的安装空间,并且集成到电动传动系统中。该公司已在其250kW高性能测试实验室中,对这些组件的可靠性进行了验证。

目前,基于带有通用部件的模块化平台概念,下一代高压增压器正在研发中。在下一代DC/DC多转换器中,开发的重点是进一步优化安装空间,同时提高功率密度。另外,电池管理系统也在进一步开发中,目前版本已投入量产,将用于各种混合动力汽车和工业卡车。

预计未来还将推出11kW的车载充电器解决方案,为车辆到电网(V2G)和车对负载(V2L)提供双向充电选项,并进一步开发11kW的无线充电解决方案。

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