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上海貝嶺在汽車直流充電樁充電模塊應(yīng)用的產(chǎn)品解決方案

原文發(fā)表時(shí)間:2024-02-22

一、概述

隨著新能源汽車技術(shù)的快速發(fā)展,終端應(yīng)用滲透率正迅速提高,在可預(yù)見的未來,整個(gè)新能車市場的規(guī)模將會(huì)持續(xù)擴(kuò)大,邁向規(guī);、高質(zhì)量發(fā)展階段。充電樁作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán),加快充電樁配套設(shè)施的建設(shè)和完善對于緩解補(bǔ)電焦慮,推動(dòng)電動(dòng)汽車更深層次的普及至關(guān)重要。為了適應(yīng)用戶快速、安全的充電需求,提升充電樁的功率等級(jí)和效率是其發(fā)展的主流方向。

二、直流充電模塊工作原理及拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

直流充電樁與電網(wǎng)連接,經(jīng)過整流升壓后,輸出可調(diào)直流電給動(dòng)力電池進(jìn)行充電,具備調(diào)壓范圍寬、輸出功率高,充電速度快等特點(diǎn),得到了廣泛應(yīng)用,其整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。功率部分由多個(gè)直流充電模塊并聯(lián)構(gòu)成,隨著直流充電樁功率的持續(xù)提高,其充電模塊的功率等級(jí)亦隨之增大,從主流的20kW/30kW逐步提升至40kW/50kW及以上。其系統(tǒng)框圖如圖2所示。

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1 直流充電樁結(jié)構(gòu)框圖

資料來源:充電樁熱設(shè)計(jì)問題思考

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2 直流充電樁系統(tǒng)框圖

直流充電模塊的功率回路由AC/DC、DC/DC兩部分組成。AC/DC部分連接電網(wǎng)側(cè),用于整流和功率因素校正;DC/DC部分輸出可調(diào)直流電壓,滿足不同類型電池的充電需求。

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3 直流充電模塊結(jié)構(gòu)圖

典型的單向直流充電模塊的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4所示。AC/DC部分采用三相維也納PFC,該拓?fù)淇梢杂行Ы档凸β势骷妷簯?yīng)力,開關(guān)頻率較高,有效降低磁性器件體積,提升系統(tǒng)的功率密度。DC/DC部分采用原邊串聯(lián)、副邊交錯(cuò)并聯(lián)的LLC拓?fù)洌梢詫?shí)現(xiàn)原邊ZVS和副邊的ZCS,降低系統(tǒng)損耗,提升充電效率。

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4 直流充電模塊典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

隨著V2G、V2X等技術(shù)的發(fā)展,直流充電樁需要實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng),助力新能源行業(yè)更高質(zhì)量發(fā)展。典型的雙向拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖5所示,前后級(jí)均可使用1200V的功率器件。此應(yīng)用中,高壓MOSFET將會(huì)展現(xiàn)出優(yōu)異的器件特性。

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5 雙向直流充電模塊典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

三、貝嶺器件選型方案

針對直流充電樁領(lǐng)域,貝嶺可提供完整的芯片選型解決方案,覆蓋功率鏈和信號(hào)鏈等眾多產(chǎn)品,產(chǎn)品型號(hào)完善、性能優(yōu)異。貝嶺功率器件與積塔半導(dǎo)體深度融合,包含MOSFET、IGBT、等全系列產(chǎn)品,為高可靠直流充電模塊設(shè)計(jì)提供助力,具體選型如表1所示:

1 功率器件選型列表

功能單元

應(yīng)用拓?fù)?/span>

電壓等級(jí)

產(chǎn)品

產(chǎn)品類型

封裝類型

前級(jí)AC-DC

三相維也納PFC

650V

BLG40T65FDK-F

IGBT單管

TO247-3L

BLG50T65FDKA-F

TO247-3L

BLG60T65FDK-F

TO247-3L

BLG75T65FDK-F

TO247-3L

后級(jí)DC-DC

全橋LLC/DAB

600V/650V

BLS60R020F-F

MOSFET單管

TO247-3L

BLS65R041F-F

TO247-3L

1200V

BLC40N120-Z

TO247-4L

BLC16N120-Z

TO247-4L

BLC13N120-Z

TO247-4L

輔助電源

單管反激

1500V

BL3N150-P

TO220

BL4N150-P

TO220

1200V

BL3N120-P

TO220

BL4N120-P

TO220

BL6N120-P

TO220

900V

BL9N90-P

TO220

BL4N90-P

TO220

同時(shí),貝嶺擁有較為完善的電源管理、信號(hào)鏈產(chǎn)品可供選擇,產(chǎn)品質(zhì)量可靠、供應(yīng)穩(wěn)定,具備專業(yè)的全流程技術(shù)支持及售后服務(wù)能力。選型參考如表2所示:

2 充電樁芯片選型參考

產(chǎn)品

型號(hào)

特性

電源管理芯片

ME1117

LDO

BL78L05D

三端穩(wěn)壓器

ME8206

AC-DC控制器

通訊接口芯片

BL3085

RS485收發(fā)器,最大速率500K

BL7385

隔離485收發(fā)器,最大速率500K

BL7390

隔離高速485收發(fā)器,最大速率10M

BL13232ETS

RS232收發(fā)器

BL1571/1571V

CAN接口芯片

BL7371

隔離CAN接口

物聯(lián)網(wǎng)計(jì)量芯片

BL0972

直流計(jì)量芯片

BL66A0242

直流計(jì)量SOC

BL0939

雙路免校準(zhǔn)交流計(jì)量

BL0942

單路免校準(zhǔn)交流計(jì)量

存儲(chǔ)器

BL24CXXX

2K~2M EEPROM

RTC芯片

BL5372

實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片

BLX8563

實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片

達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)

ULN2803

輸出8通道達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)

ULN2003

輸出7通道達(dá)林頓管驅(qū)動(dòng)


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