《電子技術(shù)應(yīng)用》
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儲(chǔ)能系統(tǒng)助推電動(dòng)汽車(chē)快速充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

2020-08-07
作者:Stefano Gallinaro ADI公司戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理
來(lái)源:ADI

電動(dòng)汽車(chē)(EV)將獲得越來(lái)越多的市場(chǎng)份額,,最終取代內(nèi)燃機(jī)汽車(chē),。直流快速充電站將取代或整合加油站,。太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源將為它們提供動(dòng)力,。人們將希望能在不到15分鐘的時(shí)間內(nèi)為電動(dòng)汽車(chē)充滿電,他們不愿排隊(duì)等候唯一的充電樁,。

考慮到有多個(gè)充電樁,,電網(wǎng)需要提供的局部充電峰值功率超過(guò)1MW。電網(wǎng)可能在多個(gè)點(diǎn)上崩潰,,或者需要投入巨額資金,,改善輸電線路和集中式發(fā)電廠,大幅提高基本負(fù)荷,。但是,,這種負(fù)荷是脈沖性的,,必須與太陽(yáng)能、風(fēng)能等可再生能源產(chǎn)生的間歇性能量整合起來(lái),。

儲(chǔ)能系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單而優(yōu)雅地解決這個(gè)問(wèn)題,。我們使用汽油、天然氣等燃料來(lái)存儲(chǔ)能量,,并在需要時(shí)(如在為汽車(chē)加油時(shí))再次利用,。同理,我們可以利用電子和化學(xué)方法將電能存儲(chǔ)在電池中,。然后,,可以利用此能量增加電動(dòng)汽車(chē)充電量,通過(guò)調(diào)節(jié)功率峰值,,保持電網(wǎng)穩(wěn)定,,或是在停電的情況下提供電源。

汽車(chē)市場(chǎng)已開(kāi)始發(fā)生轉(zhuǎn)變,。2020年將售出近300萬(wàn)輛電動(dòng)汽車(chē),,汽車(chē)總銷(xiāo)量超過(guò)8000萬(wàn)輛。盡管300萬(wàn)輛看起來(lái)屬于小眾市場(chǎng),,但預(yù)測(cè)顯示,,電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量將迅猛增長(zhǎng),2025年達(dá)到1000萬(wàn) 輛,,2040年將超過(guò)5000萬(wàn)輛,,屆時(shí)的汽車(chē)總銷(xiāo)量為1億輛。這意味著,,到2040年,,售出的車(chē)輛中有50%是全電動(dòng)汽車(chē)。對(duì)所有這些汽車(chē)來(lái)說(shuō),,在家里時(shí),,要使用簡(jiǎn)單的壁掛式充電樁,如果是裝有太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)和儲(chǔ)能電池的家庭,,則使用幾千瓦的直流充電器,,通宵慢速充電;上街時(shí),,則通過(guò)充電樁快速充電,,或者在未來(lái)的加油站超快地充電。

我們看到,,在電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)快速崛起的同時(shí),,可再生能源發(fā)電市場(chǎng)(最近經(jīng)歷了太陽(yáng)能光伏(PV)系統(tǒng)蓬勃發(fā)展的幾年)仍保持著良好的增長(zhǎng)勢(shì)頭,這與過(guò)去10年太陽(yáng)能系統(tǒng)價(jià)格下降約80%和 強(qiáng)有力的脫碳舉措是分不開(kāi)的,。今天,,太陽(yáng)能僅占全球發(fā)電量的5%以下,,到2050年預(yù)計(jì)將占全球發(fā)電量的三分之一(33%)以上。

在未來(lái)用電負(fù)荷呈現(xiàn)間歇性特點(diǎn)的背景下,,要充電的電動(dòng)汽車(chē) 以及太陽(yáng)能,、風(fēng)能等間歇性能源將面臨一些挑戰(zhàn),比如如何以電網(wǎng)為中心,,將能源生態(tài)系統(tǒng)里的這些新興參與者整合起來(lái),。電動(dòng)汽車(chē)等間歇性負(fù)荷需求要求提高輸電線路規(guī)格,滿足更高功率峰值需求,。

太陽(yáng)能發(fā)電將改變集中式發(fā)電廠的運(yùn)作方式,,確保電網(wǎng)不過(guò)載;人們將會(huì)要求更便捷的供電方式,,他們家里的自用電將越來(lái)越多地由住宅太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)提供,。

為了使所有實(shí)體順利合作并從可再生能源和零排放電動(dòng)汽車(chē)受益,儲(chǔ)能系統(tǒng)必須參與其中,,確保我們可以存儲(chǔ)和重用需求低時(shí)產(chǎn)生的電能(例如,,晚上使用中午產(chǎn)生的太陽(yáng)能),利用多余的能量來(lái)平衡電網(wǎng)負(fù)荷,。

儲(chǔ)能系統(tǒng)(ESS)相當(dāng)于電能領(lǐng)域的油罐或煤炭倉(cāng)庫(kù),,可以用于住宅和工業(yè)規(guī)模的多種應(yīng)用當(dāng)中。在住宅應(yīng)用中,,很容易將光伏逆變器接入蓄電池,,在家存儲(chǔ)和使用能量,或者用太陽(yáng)白天產(chǎn) 生的能量在晚上為汽車(chē)充電,。在工業(yè)或公用事業(yè)規(guī)模的應(yīng)用(如并網(wǎng)服務(wù))中,,儲(chǔ)能系統(tǒng)可用于不同目的:從調(diào)節(jié)光伏和風(fēng)能到能源套利,從后備支持到黑啟動(dòng)(消除柴油發(fā)電機(jī)),,最重要的是從總成本角度考慮,可以延緩?fù)顿Y,。在后一種情況下,,可以利用儲(chǔ)能系統(tǒng)滿足電網(wǎng)節(jié)點(diǎn)峰值負(fù)荷需求,確保無(wú)需付出高昂成本,、升級(jí)現(xiàn)有輸電線路,。另一個(gè)相關(guān)應(yīng)用案例是離網(wǎng)設(shè)施,此時(shí),,儲(chǔ)能系統(tǒng)使微電網(wǎng)或島嶼電能能自給自足,。


 

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圖1. 可再生能源、儲(chǔ)能系統(tǒng)和電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施的整合

考慮到所有可能應(yīng)用,,儲(chǔ)能系統(tǒng)市場(chǎng)2045年之前將突破1000 GW發(fā)電量/2000 GWh產(chǎn)能的閾值,,相比今天的10 GW發(fā)電量/20 GWh產(chǎn)能,,可謂迅猛增長(zhǎng)。

本文將重點(diǎn)討論面向電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施的儲(chǔ)能系統(tǒng),。

私人和公用交流充電基礎(chǔ)設(shè)施雖然簡(jiǎn)單,,但功率有限。1級(jí)交流充電器的工作電壓為120 V,,最大輸出功率為2 kW,。2級(jí)交流充電器的工作電壓和最大輸出功率分別可達(dá)240 V和20 kW。在兩種情況下,,車(chē)載充電器都要求將交流電轉(zhuǎn)換為直流電,。壁掛式交流充電樁與其說(shuō)是充電器,不如說(shuō)是計(jì)量和保護(hù)裝置,。由于成本,、尺寸和重量的限制,汽車(chē)車(chē)載充電器的額定功率始終低于20 kW,。

另一方面,,直流充電允許以更高的功率對(duì)電動(dòng)汽車(chē)充電:3級(jí)充電器的最高額定直流電壓和額定功率分別為450 V和150 kW,最新的超級(jí)充電器(相當(dāng)于4級(jí))則可超過(guò)800 V和350 kW,。出于安全原因,,在輸出接頭插入車(chē)輛時(shí),電壓上限設(shè)為1000V直流,。使用直流充電器時(shí),,能量轉(zhuǎn)換是在充電樁中進(jìn)行的,直流功率輸出將充電樁與汽車(chē)電池直接連接起來(lái),。這就消除了車(chē)載充電器的必要性,,同時(shí)還有減少占用空間、減輕重量的諸多好處,。然而,,在此過(guò)渡階段,電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施仍然高度分散,,且因國(guó)家/地區(qū)而異,,電動(dòng)汽車(chē)大都會(huì)使用一臺(tái)11kW的小型車(chē)載充電器,使用戶能在需要時(shí)通過(guò)交流電源插座充電,。

提升充電功率需要增加工作電壓,,確保電流保持在電纜尺寸和成本的合理范圍內(nèi),這意味著必須正確設(shè)計(jì)安裝充電站的微電網(wǎng)或子電網(wǎng)并確定其規(guī)格,。

我們不妨設(shè)想一款未來(lái)(2030年)的充電站,,其中的燃料由電子組成,用稱為輸電線路的管道提供燃料,并通過(guò)變壓器接入中壓(MV)電網(wǎng),。目前,,燃料存儲(chǔ)在地下的巨大油罐中,定期通過(guò) 油罐車(chē)運(yùn)到加油站,。雖然始終通過(guò)電網(wǎng)提供新燃料(電子)似乎是一種簡(jiǎn)單的解決方案,,沒(méi)什么問(wèn)題,但我們可以看到,,如果我們想讓駕駛員能夠在不到15分鐘的時(shí)間里為電動(dòng)汽車(chē)充滿電,,那么這種簡(jiǎn)單的方法是無(wú)法持續(xù)的。

充電站有五個(gè)直流充電樁,,每個(gè)充電樁最大可以輸出500 kW的峰值功率,。在最糟糕的情況下,五個(gè)充電樁同時(shí)為完全耗盡的電池充電,,充電站必須考慮這一點(diǎn),。為了簡(jiǎn)化計(jì)算,我們現(xiàn)在假 設(shè)功率變換級(jí)和電池充電路徑中的損耗為零,。在本文的后面,,我們將看到即使整個(gè)電源鏈中的功率損耗很小,正常的設(shè)計(jì)也會(huì)被影響,。

我們假設(shè)有五臺(tái)電動(dòng)汽車(chē),,每臺(tái)均配備75 kWh的電池(當(dāng)今上市的全電動(dòng)汽車(chē)配備的電池容量為30 kWh至120 kWh),需要從10%的電量(SOC)充電至80%:

 

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這意味著需要在15分鐘內(nèi)將262.5 kWh的電能從電網(wǎng)轉(zhuǎn)移到電動(dòng)汽車(chē)上:

 

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電網(wǎng)必須連續(xù)15分鐘向這些電動(dòng)汽車(chē)提供略多于1 MW的電能,。鋰電池的充電過(guò)程要求恒定電流,、恒定電壓充電曲線,使電池充滿80%所需功率大于充滿最后20%所需功率,。在我們的示例中,, 假設(shè)以最大功率充至80%即停止充電。

充電站所在的電網(wǎng)(最好為子電網(wǎng))必須間歇性地維持大于1MW的峰值,。必須實(shí)施非常高效,、高度復(fù)雜的有功功率因數(shù)校正(PFC)級(jí),確保電網(wǎng)保持高效,,不影響頻率,,也不造成不穩(wěn)定。這也意味著必須安裝非常昂貴的變壓器,,將低壓充電站接入中壓電網(wǎng),,確保將電能從電廠輸送到充電站的輸電線路在規(guī)格上能滿足峰值功率需求,。如果在充電站充電既有汽車(chē),,也有卡車(chē)和公交車(chē),則所需功率會(huì)更高。

最簡(jiǎn)單,、最經(jīng)濟(jì)的解決方案是使用太陽(yáng)能,、風(fēng)能等可再生能源在當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的電能,而不是安裝新的輸電線路和大型變壓器,。這樣用戶就可以直連有多余電能的充電站,,而不是完全依靠電網(wǎng)。實(shí)際上,,可以在充電站或連接充電站的子電網(wǎng)附近安裝100 kW至500 kW的太陽(yáng)能光伏(PV)電站,。

雖然光伏電源可以提供500 kW的電能,將對(duì)電網(wǎng)的功率需求降至500kW,,但光伏電源具有間歇性的特點(diǎn),,并非總是存在。這就給電網(wǎng)帶來(lái)了不穩(wěn)定問(wèn)題,,使電動(dòng)汽車(chē)駕駛員只能在陽(yáng)光明媚時(shí)以最快的速度為車(chē)充電,。這并非用戶所需,也是不可持續(xù)的,。

在電力電子的這張拼圖中缺少了儲(chǔ)能系統(tǒng),。就像當(dāng)今加油站的地下油罐一樣,可以把儲(chǔ)能系統(tǒng)視為大型電池,,它能將來(lái)自可再生能源的電能存儲(chǔ)起來(lái)并輸送至電網(wǎng),、充電樁或回充至電網(wǎng)。儲(chǔ)能裝置的首要特征是雙向性,,處于電網(wǎng)的低壓端,。這種新裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)是,直流總線電壓為1500V,,連接可再生能源,、電動(dòng)汽車(chē)充電樁和儲(chǔ)能系統(tǒng)電池。還要適當(dāng)確定儲(chǔ)能系統(tǒng)規(guī)格,,確保峰值功率和電能容量之間的比率符合具體裝置的優(yōu)化要求,。該比率在很大程度上取決于通過(guò)太陽(yáng)能、風(fēng)能或其他能源在本地產(chǎn)生的電量,、充電樁的數(shù)量,、接入子電網(wǎng)的其他負(fù)荷以及功率變換系統(tǒng)的效率。


 

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圖2. 未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)充電站的功率變換

在此計(jì)算中,,儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量應(yīng)在500 kWh至2.5 MWh之間,,峰值功率容量最高為2 MW。

我們上面確定了充電站的關(guān)鍵組件(電源,、負(fù)荷,、能量緩沖),,接下來(lái)我們要分析四個(gè)功率變換系統(tǒng),它們形成了充電站中的能量路徑,。

四個(gè)功率變換系統(tǒng)均基于主直流母線,,額定直流電壓為1000V至1500V。所需功率越高,,直流母線電壓就越高,。1500V直流代表著當(dāng)今以及未來(lái)20年的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。雖然有可能提出更高的電壓要 求,,但這會(huì)使安全法規(guī),、功率組件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)變得更加復(fù)雜,使現(xiàn)有技術(shù)變得低效,。但這并不是說(shuō)在10年后,,電源開(kāi)關(guān)、保護(hù)系統(tǒng)等新技術(shù)不可能實(shí)現(xiàn)2000 V或更高的直流電壓,。

以光伏逆變器為例,,我們看到,它具有雙重功能,,一是DC-DC變換器(用于從光伏面板到直流母線的電源路徑),,二是DC-AC逆變器(用于從光伏面板到交流母線再到電網(wǎng)的電源路徑)。 DC-DC變換級(jí)在這里是最重要的,,因?yàn)锳C-DC級(jí)也可以集成到從直流母線到交流電網(wǎng)的主雙向功率因數(shù)校正(PFC)逆變器當(dāng)中,。就最新的電力電子設(shè)計(jì)而言,用基于碳化硅(SiC)功率MOSFET設(shè)計(jì)的變換器可才實(shí)現(xiàn)最高效率,。與硅絕緣柵雙極晶體管(IGBT)比較后顯示,,效率提高了5%(最大負(fù)載)到20%(部分負(fù)載)。在我們的示例中,,使用額定功率為500 kW的光伏逆變器,,效率提高 5%意味著損耗減少了25 kW,或者功率輸出增加了25 kW,,相當(dāng)于五所房屋的能耗或者一臺(tái)大型熱泵生產(chǎn)熱水或在夏天冷卻充電站建筑的能量,。

對(duì)于直流充電樁和儲(chǔ)能系統(tǒng)充電器都可以進(jìn)行高度相似的計(jì)算。在這兩種情況下,,兩種設(shè)計(jì)方法都是可行的:并行使用額定功率大于100 kW的大型單片功率變換器或額定功率為25 kW至 50 kW的多個(gè)小型變換器,。兩種解決方案都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。如今,,得益于經(jīng)濟(jì)規(guī)模和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì),,成本下降,小型變換器多連成為市場(chǎng)的主流,。當(dāng)然,,必須采用智能能源管理系統(tǒng),。

即使對(duì)于這些DC-DC變換器,從硅IGBT轉(zhuǎn)向SiC MOSFET帶來(lái)了巨大的效率優(yōu)勢(shì),,還節(jié)省了空間,減小了重量,,但價(jià)格卻略有增加——目前增幅為25%,,預(yù)計(jì)今后五年會(huì)降至5%。僅效率提升 本身就足以抵銷(xiāo)略微上升的成本(假設(shè)在最大負(fù)荷下,,成本增加5%):

 

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最后,,在PFC逆變器中,1 MW的5%為50 kW,,僅僅因?yàn)槭褂眯矢叩腟iC而非IGBT,,就可以總共節(jié)省250 kW的功率。這相當(dāng)于增加一個(gè)充電樁,,或者有可能更好地平衡超時(shí)能耗與實(shí)際負(fù)荷 需求,。

正如我們所說(shuō),要獲得這些結(jié)果,,需要采用SiCMOSFET,,但它們不能單獨(dú)解決問(wèn)題。SiCMOSFET的驅(qū)動(dòng)方式是達(dá)到所需開(kāi)關(guān)頻率的關(guān)鍵,,而開(kāi)關(guān)頻率決定著系統(tǒng)設(shè)計(jì)成本(受MOSFET,、線圈和 電感器影響)與效率之間的最佳平衡。設(shè)計(jì)人員定下的目標(biāo)開(kāi)關(guān)頻率范圍為50 kHz至250 kHz,。柵極驅(qū)動(dòng)器的要求越來(lái)越高,,主要體現(xiàn)在傳輸延遲更短、短路保護(hù)更好兩個(gè)方面,。

ADI的ADuM4136是一款采用最新iCoupler? 技術(shù)的隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器,。這種隔離技術(shù)可實(shí)現(xiàn)150kV/μs的共模瞬變抗擾度(CMTI),以數(shù)百kHz的開(kāi)關(guān)頻率驅(qū)動(dòng)SiCMOSFET,。加上去飽和保護(hù)等快速故障管理功能,,設(shè)計(jì)人員可以正確驅(qū)動(dòng)高達(dá)1200 V的單個(gè)或并聯(lián)SiC MOSFET。

隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器必須有電源驅(qū)動(dòng),,我們?cè)贏DI應(yīng)用筆記AN-2016中展示了ADuM4136柵極驅(qū)動(dòng)器與LT3999 推挽式控制器的組合如何成為一種無(wú)噪聲的高效構(gòu)建模塊,,用于正確管理SiC MOSFET。LT3999用于控制ADuM4136的雙極性隔離電源,。LT3999隔離電源采用 超低EMI噪聲設(shè)計(jì),,開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)1MHz,可以成就經(jīng)濟(jì)高效的緊湊式解決方案,。

總傳輸延遲(包括死區(qū)時(shí)間和傳輸延遲)在接通時(shí)為226 ns,,斷開(kāi)時(shí)為90 ns,。驅(qū)動(dòng)器的延遲時(shí)間在接通時(shí)為66 ns,斷開(kāi)時(shí)為68 ns,,死區(qū)時(shí)間在接通時(shí)為160 ns,,斷開(kāi)時(shí)為22 ns。

可以在不犧牲效率的情況下,,在功率變換器中實(shí)現(xiàn)超高的功率密度,。


 

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圖3. ADuM4136和LT3999柵極驅(qū)動(dòng)器單元

雖然功率變換器是功率變換路徑的基礎(chǔ),但在儲(chǔ)能系統(tǒng)中,,確保最佳總擁有成本的關(guān)鍵組件是電池管理/監(jiān)控系統(tǒng)(BMS),。我們通過(guò)拆分價(jià)格發(fā)現(xiàn),對(duì)于兆瓦級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng),,一半以上的成本來(lái)自電池架:目前約為200美元/kWh,,預(yù)計(jì)到2025年將降至100美元/kWh。擁有可靠而精確的BMS解決方案,,可使電池使用壽命延長(zhǎng)30%,,節(jié)省巨大的成本,簡(jiǎn)化整個(gè)充電站的可操作性,。維護(hù)減少意味著工作時(shí)間延長(zhǎng),,用戶不會(huì)遇到問(wèn)題,減少維修相關(guān)風(fēng)險(xiǎn),,從而提高安全水平,。

為了獲得這些效果,負(fù)責(zé)控制充電站能量流的能量管理系統(tǒng)必須非常準(zhǔn)確地了解儲(chǔ)能電池的SOC和健康狀態(tài)(SOH),。精確可靠的SOC和SOH計(jì)算最長(zhǎng)可使電池壽命延長(zhǎng)10年至20年,,通常可以 將使用壽命增加30%,,而不增加BMS相關(guān)電子器件成本,。由于延長(zhǎng)了電池的使用壽命,因此可將運(yùn)營(yíng)成本和擁有成本降低至少30%,。再加上更準(zhǔn)確的SOC信息,,我們就能使用電池中存儲(chǔ)的所有能量,以最優(yōu)方式對(duì)電池充電,,杜絕過(guò)充或過(guò)放電,;過(guò)充、過(guò)放電問(wèn)題可能在很短的時(shí)間內(nèi)耗盡電池電能,,造成短路,、火災(zāi)等險(xiǎn)情。為了實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù),,確保能量和功率流得到適當(dāng)?shù)墓芾?,了解電池SOC和SOH意味著需要預(yù)測(cè)和調(diào)整電網(wǎng)穩(wěn)定,、電動(dòng)汽車(chē)充電過(guò)程以及車(chē)網(wǎng)(V2G)連接(其中車(chē)輛也被視為存儲(chǔ)裝置)中使用的各種算法。

實(shí)現(xiàn)精確監(jiān)控的辦法是使用多單元(最多18個(gè)單元)電池監(jiān)控IC,,總測(cè)量誤差小于2.2 mV,。可在290μs內(nèi)測(cè)量所有18個(gè)電池單元,,并選擇較低的數(shù)據(jù)采集速率以便降噪,。可將多個(gè)電池堆監(jiān)控器件串聯(lián),,以便同時(shí)監(jiān)控很長(zhǎng)的高壓電池串。每個(gè)電池堆監(jiān)控器都有一個(gè)隔離式串行外設(shè)接口(isoSPI),,用于高速,、RF抗擾、遠(yuǎn)距離通信,。多個(gè)器件以菊花鏈形式連接,,并為所有器件連接 一個(gè)主機(jī)處理器。該菊花鏈可雙向操作,,即使通信路徑出錯(cuò),,也能確保通信完整性。電池堆可直接為IC供電,,也可采用隔離電源為其供電,。IC具有用于每個(gè)電池單元的被動(dòng)式均衡和分別的PWM占空比控制功能。其他特性包括一個(gè)片內(nèi)5 V調(diào)節(jié)器,、9條通用I/O口線和睡眠模式(在此模式下,,功耗降至6 μA)。

BMS應(yīng)用具備短期和長(zhǎng)期精度需求,,IC使用掩埋式齊納轉(zhuǎn)換 基準(zhǔn)電壓源而非帶隙基準(zhǔn)電壓源,。這能夠提供穩(wěn)定的低漂移(20 ppm/√kh)、低溫度系數(shù)(3 ppm/°C),、低滯回(20 ppm)原邊電壓基準(zhǔn) 源以及出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性,。這種精度和穩(wěn)定性至關(guān)重要,是所有后續(xù)電池單元測(cè)量的基礎(chǔ),,這些誤差對(duì)所獲-數(shù)據(jù)的可信度,、算法一致性和系統(tǒng)性能會(huì)產(chǎn)生累積影響。

雖然高精度基準(zhǔn)電壓源是確保卓越性能的必要功能,,但光憑該功能還不夠,。AC-DC變換器架構(gòu)及其操作必須符合電噪聲環(huán)境要求,這是系統(tǒng)大電流/電壓逆變器的脈寬調(diào)制(PWM)瞬態(tài)特性的結(jié) 果,。準(zhǔn)確評(píng)估電池的SOC和SOH還需要相關(guān)的電壓,、電流和溫度測(cè)量,。

為了在影響B(tài)MS性能之前減輕系統(tǒng)噪聲,電池堆監(jiān)控器內(nèi)部用的轉(zhuǎn)換器使用了一個(gè)∑-Δ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),,并在六個(gè)由用戶選擇的濾波器選項(xiàng)輔助處理噪聲環(huán)境,。∑-Δ方法減少了電磁干擾和其他瞬態(tài)噪聲的影響,,因?yàn)樗谋举|(zhì)是每次轉(zhuǎn)換使用多個(gè)樣本,,并具有平均濾波功能。

在ADI的產(chǎn)品組合中,,LTC681x和LTC680x家族代表了電池堆監(jiān)控器的最先進(jìn)水平,。18通道版本為L(zhǎng)TC6813。

總之,,為了應(yīng)對(duì)未來(lái)的直流快速充電基礎(chǔ)設(shè)施面臨的挑戰(zhàn),,功率變換系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)是關(guān)鍵。我們給出了兩個(gè)例子,,將ADuM4136隔離式柵極驅(qū)動(dòng)器分別與LT3999電源控制器(用于采用 SiC MOSFET設(shè)計(jì)的功率變換級(jí))和LTC6813電池監(jiān)控器件(用于儲(chǔ)能電池)結(jié)合起來(lái),。其實(shí)這些系統(tǒng)中還有更多領(lǐng)域需要重點(diǎn)關(guān)注,包括了從電流計(jì)量到故障保護(hù)器件,,從氣體檢測(cè)到功能安全,,它們都是極其重要的,能帶來(lái)眾多好處,,ADI公司目前正在積極研發(fā)所有這些子系統(tǒng),,確保我們能夠感知、測(cè)量,、連接,、解讀、保護(hù)和驅(qū)動(dòng)所有物理現(xiàn)象,,獲得可靠且魯棒的數(shù)據(jù),。高端算法將使用這些數(shù)據(jù),確保將大部分能量從可再生資源變換為負(fù)荷(這里指電動(dòng)汽車(chē)),。

作者簡(jiǎn)介:

Stefano Gallinaro于2016年加入ADI公司,,在可再生能源業(yè)務(wù)部工作。他負(fù)責(zé)管理太陽(yáng)能,、電動(dòng)汽車(chē),、充電和儲(chǔ)能領(lǐng)域的戰(zhàn)略營(yíng)銷(xiāo)活動(dòng),同時(shí)特別關(guān)注功率轉(zhuǎn)換,。工作地點(diǎn)在慕尼黑,,負(fù)責(zé)全球業(yè)務(wù)。

Stefano在意大利都靈理工大學(xué)攻讀電子工程學(xué)士學(xué)位。他的職業(yè)生涯始于意大利奧斯塔的STMicroelectronics Srl—DORA S.p.A.,,擔(dān)任應(yīng)用工程師,。在2016年加入ADI之前,他在德國(guó)安達(dá)赫治Vincotech GmbH擔(dān)任產(chǎn)品營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理長(zhǎng)達(dá)兩年半,。


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