从小入手,降低直流充电桩功耗

1、从小入手，降低直流充电桩功耗节能型电解电容器的选用关键字：节能、降耗、电容器、无感滤波根据这几年的发展情况， 直流充电桩正越来越成为发展的主要方向。 2011年之前，国家电网建设原则是慢充为主，2011年2013年，国家电网建设原则是换电为主，随后在2014年召开的电动汽车充换电设施标准体系完善研讨会上，国家电网提出主导快充、 兼顾慢充的建设原则。 2014 年国家电网启动了本年度第一批充换电设备招标，共涉及充电设备 539 套，其中直流充电桩383套、交流充电桩 156套，直流充电桩投资比重远超交流充电桩。随后再次启动的“2014年高速公路城际快充网络建设项目”，招标规模为332套整车快速充

2、电桩，这也是国家电网首次启动高速公路城际快充设备招标。根据国外知名研究行业网站reportsn reports发布的信息，2014 年至 2016 年，中国电动汽车充电桩总的市场空间分别为20亿元、30 亿元、 60 亿元，直流充电桩投资占总的电动汽车充电桩投资比重分别为： 15% 、20% 、30% ，因此直流充电桩市场空间分别为：3亿元、 6 亿元、 18 亿元，年复合增速145% 。随着直流充电桩的快速发展， 截至今年 6 月，我国已建成公共充电桩 8.1 万个，较上一年增长 65%，私人充电桩超过2.5 万个，较上一年增长 12%左右。今年上半年我国新能源汽车充电量超过6 亿千瓦时，替

3、代燃油约20 万吨。近几年各地企业参与充电基础设施建设运营的积极性较高，相关企业已超过600 家。电动汽车充电基础设施发展指南（ 2015-2020 年）指出，按照适度超前原则明确充电基础设施建设目标，到2020 年我国将新增集中式充换电站1.2 万座，分散式充电桩480 万个。如此大数量的充电桩，只要通电，就产生电损耗。这个在充电桩电源模块设计之初就考虑进去了。但如何降低损耗， 还是一直是广大充电桩模块厂家需要考虑的问题。下面我们举例算算某型号充电桩模块的损耗：电源模块的损耗，主要有以下几个方面：pfc 功率板损耗、 llc功率板损耗、辅助电源板以及其它器件损耗。pfc 损耗具体如下表：物料

4、名称参数数量规格单个损耗合计损耗整流桥vrrm=600v vrms=420v if_avg=25a 2 gbj2506 17.904w 35.808w pfc 电感zcc11l1 2 cm330060 5.661w 11.322w 功率mosfet vds=650v id=49a 4 ipw60r041c6 1.988w 7.952w 二极管vrrm=600v if_avg=10a 4 c3d10060a 5.119w 20.476w 直流电容450v330 f 6 cw3 450v330 f 0.81766w 4.90596w pfc 总功耗80.464w llc 功率板损耗具体如下表：物料

5、名称参数数量规格单个损耗合计损耗直流母线电容450v330 f 2 cw3 450v330 f 0 折算在 pfc损耗中谐振电感zcd21l2 2 pq26/25-3c95 2.5535w 5.107w 变压器zcc11t1 2 pq40/40-3c95 7.745w 15.49w 功率mosfet vds=650v id=49a 4 ipw60r041c6 1.89225w 7.569w 整流二极管vrrm=600v id=30a 4 apt30dq60b-s 4.30675w 17.227w 输出电容450v330 f 4 cw3 450v330 f 1.16425w 4.657w llc

6、 总损耗50.05w 辅助电源板及其他器件损耗部件名称规格数量单个损耗合计损耗辅助电源板电源板3 10w 电路板其他器件电阻、旁路电容、ic 若干10w 合计20w 该电源模块的总损耗 =80.464+50.5+20=150.514w 。其中直流电容的总损耗 =4.91+4.657=9.567w 。约占总损耗的 6.4% 其中电感的总损耗 =11.322+5.107=16.429w约占总损耗的 10.9% 由上面的数据可以看出要想降低损耗，只有依次降低各元器件的损耗或对电路进行优化，减少耗能器件的数量和种类。下面我们主要从电容的角度来分析如何减少损耗。电容产生损耗的原因是电容存在内阻， 电路在

7、工作时， 电容会因为流过电流而产生热量，从而产生损耗；另一个方面，在待机状态下，电容因为自身漏电流的关系，电容也会有电流经过而产生热量，从而产生损耗。那么要减少整机损耗，对于电容来讲，就要降低电容的这两个参数。一点点电子（bit cap ）生产的充电桩专用铝电解电容器在漏电流和损耗方面表现优异，在额定纹波下的温升为3.6 度。低于目前市场上的主流电解电容的数值。 为充电桩电源模块的节能提供了自己的一份贡献。为了更好的降低损耗，目前有部分工程师正在试验去除电感，只是用电容进行滤波。那么占比达到10.9%的损耗就会因为这个优化而大幅降低，但随之而来的就是对电容的滤波能力就要求大幅度增加。一点点电子（ bit cap) 在和国网充电桩企业合作