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[导读]每当我谈论电动汽车 (EV) 时,我经常听到这样的意见,即这些车辆的续航里程不足以长距离行驶。尽管特斯拉和其他几家汽车供应商正在推出 600 英里范围内的车辆,但在很大程度上确实如此。需要明确的一点是,在许多市场中,电动汽车得以发展进步的必要条件在于续航里程足够长且能源补充足够智能和便利。

1.前言

每当我谈论电动汽车 (EV) 时,我经常听到这样的意见,即这些车辆的续航里程不足以长距离行驶。尽管特斯拉和其他几家汽车供应商正在推出 600 英里范围内的车辆,但在很大程度上确实如此。需要明确的一点是,在许多市场中,电动汽车得以发展进步的必要条件在于续航里程足够长且能源补充足够智能和便利。在过去十年时间里,电动汽车中锂电池技术的进展使得业内从业者大受鼓舞。与此同时,锂电池中能量储备密度以及成本也发生了实质性的改善。但还有另一个障碍会降低电动汽车的吸引力,那就是缺乏充电站。在我们看到电动汽车激增之前,这些加油站需要无处不在——就像加油站一样普遍。

预计未来五年电动汽车的数量将增加,全球增长超过 50%。中国有望成为这一领域的领导者。一份报告预测电动汽车保有量将从 2015 年的 50 万辆增长到 2020 年的 500 万辆。随之而来的是充电站和充电桩的快速发展。充电桩类似于充电站,将交流电转换为直流电为车辆的电池充电。然而,充电桩可以只是交流到交流的转换,更侧重于诊断和监控。由于新的政府激励措施,这些系统的发展正在加速。

让我们澄清一些关于收费系统的定义。充电站也称为电动汽车充电站、充电桩和充电点。它是为电动汽车充电提供电能的基础设施的一部分。为电动汽车充电时有三个主要级别,在我们插电之前了解所有三个级别都很重要:

· 一级充电是指我们家中的标准 110V交流电源插座。这是为电动汽车供电的基本 AC 到 DC 转换。但是,充电需要很长时间:例如,40 英里范围的雪佛兰伏特需要 5 到 6 个小时。但大多数司机在晚上插入电源,上床睡觉并在早上充满电。

· 二级有住宅和商业形式。对于住宅用途,二级交流充电站 240 伏交流电 30 安培传输能量,类似于家用洗衣机/干衣机的水平。这些充电站是为单户住宅建造的;也就是说,一个用户。在商业用途中,Level II 不仅可以传输 240V 和 30A,还具有智能网络。借助智能网络,商业实体的所有者可以管理充电站并运行报告,了解充电站中有多少电动汽车正在充电等等。

· 三级直流快充站,可在半小时内为电动汽车充电。这里没有交流到直流的转换。然而,今天的缺点是缺乏标准;没有标准插头。美国和日本有两种标准在竞争。

2.那么充电桩在哪里发挥作用呢?

虽然 III 级快速充电主要是直流,但也有交流版本。充电桩的共同点在于,它们的电源管理(转换)更少,而能源监控、诊断和通信更多——这些都是商业应用所必需的。这使得提供充电站的商业场所(如办公楼或餐厅)的所有者可以为车辆快速充电,以更好地优化他们的能源费用并适当地为车主充电。

最后,重要的是要注意这些系统被认为是工业解决方案。构建电动汽车充电站和充电桩所需的组件不必是汽车级版本。汽车级解决方案需要更严格的认证,因此构建起来既耗时又昂贵。

TI 的新子系统参考设计基于 Vienna 整流器的三相功率因数校正参考设计使用 C2000™ MCU进行大功率传输,并在设计中采用TI 的C2000™ 微控制器 UCC21520 隔离式栅极驱动器和其他产品。

Vienna整流器是为60kW及以上的大型电力系统开发的。此参考设计的意义在于展示此整流器的价值。大功率充电桩系统传输电力的速度明显加快,通常需要 30 到 40 分钟。该参考设计的效率目标为 98%,栅极驱动器是降低开关损耗的有力推动因素。此外,C2000 MCU 加速器可实现快速控制回路执行,而内置的 Sigma Delta 解调器可实现准确的电流感测。

 

基于 Vienna 整流器的三相功率因数校正参考设计板 

借助三相 PFC Vienna 整流器参考设计等工具和资源,充电站和充电桩不仅可以提高知名度,而且可以快速提供高效率。



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