电动汽车直流快充方案设计

发布时间:2023-08-15  

大功率直流充电系统架构


大功率直流充电设计标准

国家大功率充电标准“Chaoji”技术标准设计目标是未来可实现电动汽车充电5分钟行驶400公里。

“Chaoji”技术标准主要设计参数如下:

最大电压:目前1000V (可扩展到1500V);

最大电流:带冷却系统 500A(可扩展到600A);

不带冷却系统 150-200A;

最大功率:900KW。


大功率直流充电系统架构

大功率直流快充系统一般由以下几部分构成:

三相有源整流前端完成AC-DC转换;

功率因数校正(PFC);

具有隔离功能的DC-DC转化器,输出电动车电池需要的电压。

eb73a890-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

图片来自:onsemi

如下图25kW的直流充电桩的架构图所示,在实际设计的过程中,需要充电桩的输出功率和使用场景的不同,考虑到更多的维度包括:

功率拓扑,包括PFC和DC-DC的电源拓扑;

开关调制模式;

开关频率及损耗;

整机热管理;

辅助电源设计;

单相还是双向。

eb8f38bc-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

25 kW电动车直流充电桩的高级框图

图片来自:onsemi


有源整流升压级(PFC)

常见的商用直流充电器要求实现0.99的功率因数和低于7%的总谐波失真。

3相6开关有源整流与T-NPC或I-NPC等3级PFC维也纳拓扑结构相比,高效而且可以实现双向输出,元件数量也少。

系统的开关频率被设定为70 kHz,以保持二次谐波低于150 kHz,传导辐射能够得到控制,也简化了EMI滤波器的复杂性。

eb9f900e-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

三相6开关拓扑结构,带有功率因数校正(PFC)

图片来自:onsemi

双有源全桥(DC-DC)

DC-DC级包含两个全桥、一个25千瓦的隔离变压器和一个初级侧的外部漏电感,以实现零电压开关(ZVS)。

ebf0309a-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png

双有源桥(DAB)DC-DC级

图片来自:onsemi


双有源桥(DAB)在实现双向运行的基础之上,利用移相调制可以实现在200 V至1000 V的输出电压时,峰值的能效达到98%。开关频率设定为100 kHz,将开关损耗、磁芯和交流损耗保持在合理的水平。


另一种方案是CLLC谐振转换器,是对LLC的改版,可实现双向工作。然而如果想要,控制、优化和调整CLLC以实现双向功能,并在较宽的输出电压范围实现高输出功率,需要结合频率调制和脉冲宽度调制,控制相对复杂。


30kW汽车直流快充LLC电源方案

参考设计资料

原理图:

ec62bb10-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png


PCB文件:

ec6a8eb2-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png


BOM文件:

eca52522-3191-11ee-bbcf-dac502259ad0.png


文章来源于:电子工程世界    原文链接
本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

我们与500+贴片厂合作,完美满足客户的定制需求。为品牌提供定制化的推广方案、专属产品特色页,多渠道推广,SEM/SEO精准营销以及与公众号的联合推广...详细>>

利用葫芦芯平台的卓越技术服务和新产品推广能力,原厂代理能轻松打入消费物联网(IOT)、信息与通信(ICT)、汽车及新能源汽车、工业自动化及工业物联网、装备及功率电子...详细>>

充分利用其强大的电子元器件采购流量,创新性地为这些物料提供了一个全新的窗口。我们的高效数字营销技术,不仅可以助你轻松识别与连接到需求方,更能够极大地提高“闲置物料”的处理能力,通过葫芦芯平台...详细>>

我们的目标很明确:构建一个全方位的半导体产业生态系统。成为一家全球领先的半导体互联网生态公司。目前,我们已成功打造了智能汽车、智能家居、大健康医疗、机器人和材料等五大生态领域。更为重要的是...详细>>

我们深知加工与定制类服务商的价值和重要性,因此,我们倾力为您提供最顶尖的营销资源。在我们的平台上,您可以直接接触到100万的研发工程师和采购工程师,以及10万的活跃客户群体...详细>>

凭借我们强大的专业流量和尖端的互联网数字营销技术,我们承诺为原厂提供免费的产品资料推广服务。无论是最新的资讯、技术动态还是创新产品,都可以通过我们的平台迅速传达给目标客户...详细>>

我们不止于将线索转化为潜在客户。葫芦芯平台致力于形成业务闭环,从引流、宣传到最终销售,全程跟进,确保每一个potential lead都得到妥善处理,从而大幅提高转化率。不仅如此...详细>>