本文轉(zhuǎn)載自貿(mào)澤電子。
碳化硅器件:純電動(dòng)車三級充電樁的優(yōu)選(一)
發(fā)布時(shí)間:2019-11-12 來源:Robert Huntley 責(zé)任編輯:wenwei
【導(dǎo)讀】一輛純電動(dòng)車(EV)充滿電需要多久?如果借助家用交流電源的話,恐怕怎么也得花上一整個(gè)晚上。為解決充電時(shí)間問題,三級「快速」直流充電技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,有望將充電時(shí)間從數(shù)小時(shí)減少至數(shù)分鐘。本文中,我們將探討轉(zhuǎn)換效率與高速電源轉(zhuǎn)換之間的關(guān)系,并揭示新型寬帶隙技術(shù)非常適合此類工作的理由。
充電時(shí)間和續(xù)航里程一樣重要
純電動(dòng)車正越來越流行,而隨著潛在用戶對它們的了解愈發(fā)深入,純電動(dòng)車極有可能迎來更快速的發(fā)展。根據(jù)美國能源信息署(EIA)預(yù)測,從2018年到2050年,續(xù)航里程達(dá)到160.9km、321.8km和482.8km級別的純電動(dòng)乘用車將實(shí)現(xiàn)29%的增長。得益于美國聯(lián)邦和各州為刺激純電動(dòng)車需求而頒布的法案和激勵(lì)措施,更多消費(fèi)者如今都愿意在購買新車時(shí)將純電動(dòng)車列入候選中。不論消費(fèi)者此舉是出于「保護(hù)地球環(huán)境」的「政治正確」,還是經(jīng)過詳細(xì)、明智的考察之后做出的認(rèn)真決策,續(xù)航里程一定會是選擇過程中繞不過去的話題,一些思緒更加深入的消費(fèi)者可能會進(jìn)一步考慮充滿電所需要的時(shí)間。在絕大多數(shù)車主看來,純電動(dòng)車充電就好比燃油車加油,后者花費(fèi)的時(shí)間顯然不會超過10到15分鐘;然而,對于純電動(dòng)車,現(xiàn)實(shí)卻很骨感:大多數(shù)純電動(dòng)車都采用車載交流充電方案,必須花上整整一個(gè)晚上或者至少好幾個(gè)小時(shí)才能充滿電(表1)。目前,美國全國范圍內(nèi)部署的純電動(dòng)車充電樁大都是一級充電樁(通常采用家用交流電)或二級充電樁(接入三相交流電的停車場和零售場所)。上述充電級別是由美國汽車工程師協(xié)會(SAE)定義的,該協(xié)會的J1772標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一級和二級充電樁的插頭和插座布局方式。對于二級和三級充電樁,SAE規(guī)定了一種組合的插頭和插座制式。
表1:純電動(dòng)車充電樁的類型,列出了各種充電級別以及對應(yīng)的充電時(shí)間和功率需求(來源:安森美半導(dǎo)體)
正如表1所示,如果純電動(dòng)車要解鎖如同燃油車一般的「快速回血」技能,就必須借助四級充電樁和支持直流充電的車輛。實(shí)現(xiàn)四級充電需要極高的功率,并且其設(shè)計(jì)重點(diǎn)不再是車載交-直流充電樁,而是大功率、高效率的直流充電樁。如今,四級充電樁雖然在技術(shù)上可行,但它對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的要求極高,因此在綜合考慮充電時(shí)間、成本和電網(wǎng)承載能力三者平衡的情況下,三級充電樁成為了一種頗有前途的解決方案。
快速、大功率三級充電樁的設(shè)計(jì)
三級充電樁也稱為「快充」充電樁,最大可提供500A電流,需采用高效三相電源轉(zhuǎn)換拓?fù)洌@種拓?fù)渫ǔJ褂脦е绷?直流轉(zhuǎn)換器、基于Vienna整流器的功率因數(shù)校正(PFC)方法(圖1)。這種交流-直流轉(zhuǎn)換方法充分利用了電網(wǎng)三相電源中三個(gè)互不相同的電平,能夠以高效率、高密度、低物料消耗的方式實(shí)現(xiàn)所需輸出功率。
圖1:采用Vienna PFC轉(zhuǎn)換器拓?fù)涞募冸妱?dòng)車三級充電樁(來源:安森美半導(dǎo)體)
采用Vienna拓?fù)溆兄T多優(yōu)勢,但也會帶來不小的挑戰(zhàn),因?yàn)椴捎迷撏負(fù)湫枰獙?shí)現(xiàn)大功率高頻轉(zhuǎn)換開關(guān)操作,此舉還會產(chǎn)生開關(guān)損耗,加之轉(zhuǎn)換損耗所產(chǎn)生的熱量也需要得到處理。這些挑戰(zhàn)以及充電設(shè)備的位置所帶來的空間限制,驅(qū)使著電源設(shè)計(jì)工程師不斷尋求超越當(dāng)今硅基二極管和MOSFET特性的半導(dǎo)體制程技術(shù)。
精彩內(nèi)容未完待續(xù)......
作者簡介
Robert Huntley是一位具有HND資格認(rèn)證的工程師和技術(shù)作家。他擁有電信、導(dǎo)航系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用工程等專業(yè)背景,代表貿(mào)澤電子撰寫了各種技術(shù)和實(shí)踐文章。
本文轉(zhuǎn)載自貿(mào)澤電子。
本文轉(zhuǎn)載自貿(mào)澤電子。
推薦閱讀:
特別推薦
- 克服碳化硅制造挑戰(zhàn),助力未來電力電子應(yīng)用
- 了解交流電壓的產(chǎn)生
- 單結(jié)晶體管符號和結(jié)構(gòu)
- 英飛凌推出用于汽車應(yīng)用識別和認(rèn)證的新型指紋傳感器IC
- Vishay推出負(fù)載電壓達(dá)100 V的業(yè)內(nèi)先進(jìn)的1 Form A固態(tài)繼電器
- 康佳特推出搭載AMD 銳龍嵌入式 8000系列的COM Express緊湊型模塊
- 村田推出3225尺寸車載PoC電感器LQW32FT_8H系列
技術(shù)文章更多>>
- “扒開”超級電容的“外衣”,看看超級電容“超級”在哪兒
- DigiKey 誠邀各位參會者蒞臨SPS 2024?展會參觀交流,體驗(yàn)最新自動(dòng)化產(chǎn)品
- 提前圍觀第104屆中國電子展高端元器件展區(qū)
- 高性能碳化硅隔離柵極驅(qū)動(dòng)器如何選型,一文告訴您
- 貿(mào)澤電子新品推薦:2024年第三季度推出將近7000個(gè)新物料
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
濾波電感
濾波器
路由器設(shè)置
鋁電解電容
鋁殼電阻
邏輯IC
馬達(dá)控制
麥克風(fēng)
脈沖變壓器
鉚接設(shè)備
夢想電子
模擬鎖相環(huán)
耐壓測試儀
逆變器
逆導(dǎo)可控硅
鎳鎘電池
鎳氫電池
紐扣電池
歐勝
耦合技術(shù)
排電阻
排母連接器
排針連接器
片狀電感
偏光片
偏轉(zhuǎn)線圈
頻率測量儀
頻率器件
頻譜測試儀
平板電腦