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高效率、高可靠、宽温度适应范围优良户外防护设计电动汽车充电产品

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高效率、高可靠、宽温度适应范围优良户外防护设计电动汽车充电产品

作者:
来源:
艾默生网络能源有限公司
日期:
2017/01/08
浏览量

1、产品图片

 

 

2、成果简介

 

应用领域:主要应用于电动乘用车、大巴、物流车等非车载快速充电。

关键技术包括:高效率设计、稳定可靠的APFC技术、宽温度适应范围(-40~+75℃)、高可靠性设计等。

已申请和取得相关专利超过20项:如:

 

 

3、成果创新点及解决的难点问题

 

充电模块采用全球领先的高压直流电源平台和领先的软开关技术,效率高达96.5%,该平台前后投入上千万,历时两年多,是艾默生公司全球电源技术的结晶,曾创下全球最高效电源记录。另外,20%及以上负载,效率90%~96.5%,高效工作区间宽。下图1是我司某款模块典型效率曲线:

 

图1

 

模块采用公司在业界首创、99年即申请了国家发明专利技术,并成熟应用多年的有源功率因数校正技术(APFC技术),实现功率因数>0.99,THDi<5%。该技术由于在通信电源、电力电源、高压直流上都得到多年成熟应用,实际应用故障率低至1%以下。

模块在公司电源宽温度适应范围技术平台(-40~+65℃)上,又有创新和突破。针对目前充电机(桩)一体化系统大多是户外应用环境,夏天温度高达50℃及以上的恶劣情况,公司模块在业内率先实现工作环境温度-40~+55℃不降额,+60℃降额至90%功率,+60~+ 75℃之间线性限功率输出(如下图2所示)。在目前户外落地式一体充电桩广泛应用的阶段,公司此宽温度适应范围特性,必将发挥极大的价值。

 

图2

 

在可靠性指标方面,按照Telcordia SR-332方法1,模块满足MTBF≥970,000h(25℃)。除了前述成熟可靠的APFC技术应用以外,艾默生还针对充电桩恶劣户外环境,做了特别设计和处理。尤其是针对极限温度、湿度、凝露、盐雾、腐蚀性气体等恶劣环境,做了相关严格试验:如:

 

(1)满足HALT试验-50℃~100℃工作极限和60Grms振动极限;

(2)高温老化:50℃温度下满载运行1000h;

(3)最高温度85℃/85%~90%RH下运行1000小时;

(4)温度循环:-20℃~50℃满载运行10次,每次240分钟;

(5)通过抗凝露试验;

(6)暴露于灰尘环境,并通过高温高湿240h试验;

(7)通过导电粉尘暴露试验;

(8)暴露于盐雾环境,并长期运行240h;

(9)满足ISA-S71.04 Airborne Contaminants Class G3(G3-中度腐蚀环境)要求

因此,在电动汽车充电系统进入目前实际运营充电阶段,高可靠性设计必将给运营商带来极大价值。

 

4、成果应用情况

 

艾默生自2008年起,即关注和投入到电动汽车车载和非车载充电设备的开发、送样和生产中。基于强大的直流电源和工业定制电源研发平台,为国网、南网、中石化、普天、上汽、奇瑞、北汽、广汽、海马等提供了大量充电解决方案。2015年度,销售3000多万核心模块。典型应用案例如下:

 

(1)北京一体式充电站

 

 

 

(2)北京、上海、合肥等地停车场壁挂式充电站

 

 

 

(3)四川充换电站网络

 

 

 

5、成果的产能建设情况

 

艾默生网络能源有限公司拥有全球一流的生产基地及产品生产线。国内拥有三家工厂。其中,深圳福永工厂面积39,222M2,年产能40亿人民币。中大容量电源和UPS 产品生产线4条,月标准产能在5千套以上;江门工厂面积24,883M2,年产能30亿人民币。公司生产线6条,外协2条,月生产能力3200套,年生产能力不少于38,000套;绵阳工厂一期面积21,700M2,年产能30亿人民币。中小容量电源和UPS生产线流水线9条,中功率平台8个,小机测试平台7个,安规平台9个,Testbay2各产品合计月标准产能在4万套左右。

 

6、社会及经济效益分析

 

艾默生核心充电产品采用高效率、高可靠性、宽温度适应范围及优良户外防护设计、高功率因数低谐波核心技术,可带来显著的社会和经济效益。

如:高效率案例:

 

假设某充电站,有10台充电机,30KW/台,采用我司高效率模块充电:96.5%(以92%效率为对比)。估算由于效率提升,减少的损失(假定工业电费0.7元/度):

 

 

如:高可靠性案例:

充电站内充电设备是频繁启停,比连续工作设备,可靠性要求高得多。模块可靠性指标很重要。采用我司先进电源平台开发生产的充电机,故障率可降为1%以下(以5%故障率为对比)(假设充电服务费为1.5元/KWh ):

 

 

如:宽温度适应范围、优良户外防护设计案例:

充电站内充电设备目前大量应用于户外,对充电机温度适应范围,防护等级,通风散热设计要求很高。采用我司模块,温度适应范围宽达-40~+75 ℃,另外,结合我司优异的户外柜设计方案(如精密空调、热交换、半导体、直通风等),故障率可控制在约1%(以15%故障率为对比),年减少损失约55万。

 

 

 

如:高功率因数低谐波案例:

采用成熟可靠的APFC技术后,充电系统功率因数提高到0.99以上,THDi由传统产品的30% 降至5%以下,可有效减少对电网的污染,减少占地和设备投资。如某大型充换电站采用我司充电方案后,直接减少使用滤波装置和功率补偿装置,共计12面机柜,节省120万投资。

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