快转 20 年后,虽然现在的电池化学绝大多数为锂离子 (LI-ion),但电池组的其他变化并不大。工作电压已攀升至400V左右;小型车的电池容量可低至 17kWh,而高性能车的高端电池可超过 100kWh。
除了电池设计上的突破,电动汽车容量也预计会继续增加,而工作电压也正在发生重大变化。让我们欢迎新一代的电动汽车,例如图 1 所示的保时捷 Taycan,它抛弃了 400V 电池转而采用 800V 系统。
更高的电压如何解决电动汽车的挑战
为什么要往更高的电压发展?选择电动汽车的两个主要挑战是续航力有限和充电时间长。超快速充电有助于缓解这两个问题,但 400V 电动汽车使用的当代直流快速充电器只能提供 50-60kW 的功率输出,以 480+ 伏特和 100+ 安培运行,可以在 30 分多钟内为续航里程为 100 英里的 EV 充满电。
400V 电池电动汽车的充电速率受限于承载充电电流所需的电缆尺寸。增加充电电流会导致电池产生额外的热量。如果内部温度超过锂离子电池的安全工作温度会降低性能;若温度过高,可能会导致放热反应、热失控和火灾。
较高的电压可以让电池充电时使用较低的电流,从而减少过热同时更好地保持电量。这有助于更远的行驶里程。它还可以减轻重量因为
车辆电气系统需要的铜更少。这不但能让电机变得更小,还可以释放车辆空间来增加电池容量以增加续航力。
800V 的可靠性和安全性考虑
支持800V 工作电压的新一代直流快速充电器可产生 150–350 kW 的功率,但设计 800V 电动汽车时需要对所有电气系统进行仔细的考虑。虽然较低的直流电压通常被认为是安全的,但触碰到该水平的直流电压仍然是致命的。
因此,系统要求的高可靠性是全面的。大功率三相
电动汽车充电器需要机械坚固的插头连接以及可靠的电子安全系统。车内的电池管理系统与充电站保持通信。只有当充电器插头牢固地插进充电插座,然后电池充电器发送恒定的「ok」信号时电才会流动。充电站会在信号中断时立即断开连接。
电动汽车充电解决方案
RECOM 可以如何提供协助?我们提供一系列低功率 AC/DC 模块、DC/DC 转换器和
开关稳压器,可满足快速直流充电器中辅助电源的电池充电要求。
例如,RECOM 的
RAC05-xxSK/480 是专为监控图 2 所示的充电器而开发的。AC/DC 转换器在高达 528V AC 的输入电压下工作,因此很容易在三相系统的两相之间工作。5W 转换器将三相电源转换为 5 或 12V DC 的低直流电压来监控电子设备,隔离电压高达 4kV。AC/DC 转换器的辅助电源为握手系统供电,该系统只有在一切都处在良好状态时才允许电力流动。
RECOM 也为无线接口提供非隔离式 3.8VDC/3A 电源:
RPL-3.0, 这是一款带有集成电感器的3mm² 微型降压转换器,具有可调输出和全面保护(SCP、OLP、OVP、OTP、UVLO)。
RECOM 的姊妹公司
Power Control Systems (PCS)可以提供由三相交流电源供电,经过验证平台设计的高可靠性定制电池充电器、调节器和
双向逆变器 ,额定功率高达30kW或者更高(并联组合)。