新能源充电桩电源设计举例分析

火辣西米秀

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一、新能源汽车发展现状及电源分析

 

EV纯电动；FCV燃料电动汽车；HV油电混合车；HEV混合动力电动汽车

各种AC/DC,DC/DC ,DC/AC电源装置

各种磁性元件很多，但是都必须车规认证，性能必须完全满足

OBC充电器是新能源汽车重要部分，高性能和快速是发展趋势

 

 

二、车载电源及充电桩电路特点

 

磁元件主要是PFC，全桥、LLC及滤波电感等元件

 

磁元件主要是BOOST电感，全桥大功率变压器及滤波电感等元件

 

磁元件主要是PFC，全桥、LLC及滤波电感等元件 

 

三、各磁性元件材料特性

锰锌功率铁氧体材料（主要应用PFC电感、高频变压器、滤波电感等）

 

 

 

锰锌高磁导率材料

锰锌高导铁氧体材料（主要应用共模电感、电流传感器、驱动变压器等）

 

 

 

Ni-Zn镍锌铁氧体材料（主要用MHZ高频变压器、高频滤波电感等）

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

金属磁粉芯材料（主要应用差模电感、PFC电感及滤波电感等）

 

 

 

四、各磁性元件：LLC设计举例1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

各磁性元件设计举例2

 

 

 

 

 

利用铁氧体来设计PFC电感

 

 

 

利用金属粉芯来设计PFC电感

 

 

 

•磁芯：PQ50/30（1副） 磁芯材质：PC95/LP9

•电感电气参数：

•电感原理图如下：

 

 

 

 

•磁芯规格：PQ35/30（1副）

磁芯材质：PC95/LP9

•变压器原理图如下：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• 磁芯规格：PQ26/25（1副） 磁芯材质：PC95/LP9

电感原理图如下：

 

 

 

利用铁氧体磁芯来设计滤波电感

 

 

 

 

 

利用金属粉芯来设计滤波电感

 

 

 

功率变压器设计审查项目表

 

 

 

 

 

五、充电桩电源发展趋势

 

 

 

 

 

 

 

如何解决充电慢的问题？

充电慢的问题主要由两方面构成：

第一个就是我们的动力电池，也是现阶段的瓶颈问题。动力电池当前被充电，耐受点能力还比较差，按照充电速度对电池材质进行划分：

1.行业内充电速度最快的电池是格力钛做的钛酸锂电池，只要充电桩输出的充电的功率够大，钛酸锂可以达到10分钟把电池充满；

2.其次就是三元锂电池，它的充电速度最快可以达到2C，就是半个小时可以满。

3.相比较而言，目前最慢的就是磷酸锂电池，它的充电速度为1C，最快是一个小时充满。电池的一些材料决定了它充电的一个上限，只关注充电桩的功率（大功率充电）而电池没有突破的话，充电速度无法提升.

第二个是充电桩的输出的能力。对应解决路线为超级充电和通过提高充电桩输出电压和电流增大输出功率。（充电桩的发展往往是要快于纯电动汽车的）：

超级充电：按照目前充电桩可达到的1000V最大的电压和600A的最大的电流，目前可实现最大的功率输出实际上是600千瓦，未来充电桩输出电压有望达到1500V，届时单桩最大输出功率可达到900千瓦

在电压领域，电池在800伏的平台基础之上还会高到大概800-900的这个范围，行业内初步想法是把充电桩的输出电压提高，提高到1000伏，可以兼容1000伏以下所有的电压等级需求的纯电动汽车。目前电池电压平台最多提高到800V，暂时处于了一个瓶颈阶段，我们预计未来电压平台最高可达到1500V。

 

提高智能化？

未来预想充电桩将是一个智能终端，它会和5G、6G等技术进行协同，但目前仍处于探索阶段，还没有一个特别成熟的一个商业模式，目前可确定V2G技术是下一代充电桩的主要技术路线，即电动车和电网之间的互动，电动车在电网负荷低时，吸纳电能，在电网负荷高时释放电能，赚取差价收益。

 

se7ens

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