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【第二届中国新能源汽车高峰论坛】陈冀生:户外型全封闭式直流充电桩概述

  • 2015-12-23 15:13
  • 来源:电动汽车资源网

摘要:在2015第二届中国新能源汽车高峰论坛暨总工技术交流会上,先控捷联电气股份有限公司总经理陈冀生针对“户外型全封闭式直流充电桩”这一主题发表演讲。

12月16—17日,由深圳市发改委指导,电动汽车资源网与深圳市新能源汽车产业协会主办的“2015第二届中国(深圳)新能源汽车高峰论坛暨总工技术交流会”在深圳隆重召开。来自深圳政府单位、公交公司、新能源整车企业、相关零部件企业、物流企业、投资公司和新闻媒体以及社会各界人士共600余人参加了会议。本届峰会通过主论坛和分论坛,以及互动沙龙与圆桌会议的形式,探讨“整车安全技术路线、物流车技术与创新模式、关键零部件安全与测试、动力电池安全技术”,重点突出电动汽车及其关键零部件的最新技术发展方向及安全问题。先控捷联电气股份有限公司总经理陈冀生针对“户外型全封闭式直流充电桩”这一主题发表演讲。

【第二届中国新能源汽车高峰论坛】陈冀生:户外型全封闭式直流充电桩概述 

以下是陈冀生总经理的演讲内容:

一、关于先控电气

(一)基本情况

【第二届中国新能源汽车高峰论坛】陈冀生:户外型全封闭式直流充电桩概述 

(二)完善的产线

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二、户外环境对设备可靠性的影响

(一)户外环境设备运行所面对的挑战

1、温度湿度:温度过高可能会使电子设备过快老化

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2.防水:液体浸入可能会使电子设备短路

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3.腐蚀性气体:腐蚀性气体可能会使电路板损坏

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4.尘埃:灰尘可能会使电子设备信号紊乱

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(二)户外环境防范不到位的严重后果

1. 过温导致设备快速老化,增加用户维护陈本

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2. 水浸导致设备功率管短路炸机

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3. 电路板被腐蚀导致设备炸机损坏

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4. 灰尘导致设备故障关机

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(三)难点

为了解决上述几点挑战,唯一的办法是把设备与外界隔离。但设备损耗又会产生的热量,那么更重要的问题摆在我们面前了,那就是如何散热。

三、目前的处理措施

(一)主流的降温防护方式

1.自然冷却方式:

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2.水冷却方式:

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3.强制风冷方式:

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4.内部空调换热方式:

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(二)结论

1、直流充电桩的功率范围在30KW60KW120KW,效率普遍在95%左右,那么其中5%就转化为热损耗,其热损耗将是1.5KW3KW6KW。对于户外设备,这些热量必然要排出设备之外,否则将会加速设备的老化。

2、由于受到体积、成本、可靠性等因素的影响,大部分公司都是采用强制风冷的方式进行处理。那么,这势必会带来尘埃、腐蚀性气体、湿气等干扰。

3、既要降温又要密封性,同时还要保证低廉的成本。看似这是一个矛盾的问题,但并不是没有办法解决。 

四、采用封闭式方案解决

(一)封闭式冷热隔离风道

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(二)导热载体工作原理

导热载体由管壳、吸液芯、端盖和翅片组成,将管内抽成1.3×(10-110-4Pa的负压后充以适量的工作液体,使紧贴管内壁的吸液芯毛细多孔材料中充满液体后加以密封。管的一端为蒸发段(受热段),另一端为冷凝段(冷却段),根据应用需要在两段中间可布置绝热段。当热管的一端受热时毛纫芯中的液体蒸发汽化,蒸汽在微小的压差下流向另一端放出热量凝结成液体,液体再沿多孔材料靠毛细力的作用流回蒸发段。如此循环,热量由管的一端传至另端。并有顶部风机带走热量。

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(三)导热载体

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特点:

1.很高的导热性:通过相变传热,热阻很小,其导热系数为10000W/MK,是银的20倍。

2.优良的等温性:以铜管作为相变材料的载体,其管腔内的蒸汽是处于饱和状态饱和蒸汽从蒸发段流向冷凝段所产生的压降很小,因而导热载体具有优良的等温性。

3.热流密度可变性:热管可以独立改变蒸发段或冷凝段的加热面积,即以较小的加热面积输入热量,而以较大的冷却面积输出热量。可使户外设备更好的控制体积。

4.具有热二极与热开关性能:可做成热二极管或热开关。所谓热二极管就是只允许热流向一个方向流动,而不允许向相反的方向流动;热开关则是当热源温度高于某一温度时,热管开始工作,当热源温度低于这一温度时,热管就不传热。

5.恒温特性(温度可控)普通铜管的各部份热阻基本上不随加热量的变化而变,但加入相变材料可使冷凝段的热阻随加热量的增加而降低、随加热量的减少而增加,这样可使热管在加热量大幅度变化的情况下,蒸汽温度变化极小,实现恒温控制,使电子设备工作在恒温的环境中。

(四)利用相变材料为介质的设备散热特点

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1.内部冷热隔离:中隔板使冷热流体完全分开

2.设备对外隔离:完全防止外界物体侵入

3.制冷效率高:相变材料的热阻小,其导热率可达银20

4.结构简单:单体结构,便于维护,安全可靠

5.价格低廉:空调的制冷效率,散热器的价格

6.使用寿命长:相变材质稳定性高,使用周期可达20年以上

五、户外直流充电桩规格

(一)快速直流充电桩系列产品展示

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(二)系统功能特点:

1.丰富的主被动安全保护:具有完善的故障保护和报警功能,包括过压、欠压、过流、过温、缺相、输出短路、漏电保护等功能

2.模块化结构:提高系统的可用性、可靠性和可维护性

3.高功率密度:厚度仅为350mm,减少占地面积

4.适应性强:输入电压范围宽260V~530V,输入具有防雷设计,能够在-20~50℃满载使用

5.DSP数字化控制技术:从输入到输出纯数字化控制;采用交错串联谐振软开关技术使功率器件承受应力降低,提高系统可靠度

6.绿色、节能:输入谐波小于3%、输入功率因数高达0.99,效率可达到95%以上

7.宽泛的输出电压调节能力:输出电压范围200500VDC/300~750VDC可调,满足不同类型蓄电池组端电压的充电要求

8.低直流纹波:低于1.8V的直流纹波对电池没有任何影响

9.标准CAN通信:轻松与外部设备连接进行数据交换

(三)直流充电功率模块

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充电功率模块满足的标准:DL/T 781-2001 电力用高频开关整流模块

直流充电模块原理图

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电路采用双级变换式电路拓扑,前级采用三相有源功率因数校正转换器,后级DC-DC变换器采用先进的串联谐振软开关技术

六、直流充电功率模块技术参数

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