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基于全液冷架构和直流母线技术的超大功率充电桩

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2023-11-02 14:39:49

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 平瑞雪 | 2023-11-02 14:39:49

成果一:全液冷功率柜技术、全液冷充电终端技术,让超大功率充电产品更高效、更可靠、更安全;成果二:直流母线技术,可以直接DC叠光叠储,有效降低电损;同时参与到智能电网的调峰调频中,有利于智能电网的削峰填谷。成果三:寿命均衡算法、故障主动巡检算法、光储充调度算法、功率动态分配技术、主动效率寻优算法、智能休眠技术等自研智能控制技术,保证更优的使用效率和更高的安全性。

1、液冷超充主机提供200~1000V电压输出,兼容所有电动汽车的充电需求。最高600kW超高功率输出,实现最高10分钟续航500公里的极致充电速度。2、通过全液冷散热系统、寿命均衡算法、故障主动巡检算法,实现10年长寿命低故障运行。车、站、云之间可实现互联互通,可通过远程智能巡检技术,降低运维成本30%。3、采用直流母线架构支持直流叠光叠储,通过光储充调度算法,相较传统交流母线架构效率提高5%。多网协同实现最大化绿电使用率和市电的峰谷调节,降低市电容量需求,让充电站运行更绿色高效。4、通过功率动态分配技术、主动效率寻优算法、智能休眠技术,整机效率≥96%,待机功耗≤30W,高效利用电力资源。5、采用平台化模块化的产品架构,通过不同模块拆分和组合,可快速拓展国标、欧标、美标产品,不同产品系列复用率达到70%,新产品开发成本降低40%,新产品开发周期缩短50%。6、功率模块采用第三代半导体SiC材料,体积更小,电子转换损耗更低。单模块功率达到120kW,功率密度达到行业一流水平。

该成果的技术广泛适用于各种充换电场景,覆盖乘用车、重卡、公交等各类车型的大功率充电需求;

通过主动效率寻优算法、智能休眠等技术,将系统的整体效率较传统技术提升约2%,大大降低了电损耗,提升了运营效率,优化了运营成本;采用共直流母线技术,支持直流叠光叠储,较交流叠光叠储的转化效率提升约5%,实现最大化的绿电使用率和市电的峰谷调节,降低用电高峰对电网的冲击,具有广泛的社会效益。全液冷设计,有效避免风冷携带的粉尘、盐雾等对功率器件的损伤,将充电设备的使用寿命由传统的5年提升至10年以上,且全液冷设计将噪音水平控制在65dB以下,降低了噪音污染,使充电设备的安装可以进一步接近居民区范围。

该成果主要面向充电站运营商客户,如国家电网、南方电网、中石油、地方城/交投等客户群体,作为基础设施建设,服务新能源车主。

技术团队由结构、软件、硬件、算法小组组成,共计30人,以下为核心团队成员:王辰冰:技术领头人,在充电行业沉淀多年。加入闪充聚能公司后,主导了液冷产品的总体设计,以及核心模块的方案设计及把控。张青锋:结构工程工程师,华中科技大学,硕士。在闪充聚能公司主导实现了液冷产品模块化架构。刘易蒙:软件开发工程师,科罗拉多大学博尔德分校,硕士。李嘉:软件开发工程师,昆士兰大学,硕士。窦强将:算法开发工程师,北京航空航天大学,硕士。以上三位工程师主导设计完成了核心的主动效率寻优算法、光储充调度算法、寿命均衡算法、故障主动巡检算法及产品软件设计,实现了用户终端、设备、云的互联互通。周凌霄:嵌入式硬件开发工程师,南昌工程学院,硕士石光:嵌入式硬件开发工程师,浙江大学,硕士以上两位工程师主导了功率模块的设计,使功率密度达到行业内一流水平。

量产产品计划2023年下半年对外销售,当前已接到意向订单。

下一步计划进行储能部分的开发,储能部分主要解决以下问题:

1、随着新能源汽车的升级,充电桩在往大功率充电迭代。受限于当前电网线路和变压器容量的限制,造成超充站选址困难,大功率充电站搭配储能产品可以让建站选址更灵活。

2、当前工商业用电需求居高不下,限电政策出台,各地峰谷价差有逐渐增大的趋势。储能产品响应智能电网调度,起到调峰调频,削峰填谷的关键作用,同时可通过峰谷套利,提升场站的经济效益。

3、碳指标即将实施,工商业体与碳指标将深度绑定,工商业储能装机需求正在逐步提升,行业经济性逐步体现,将爆发巨大工商业储能市场。

4、新能源汽车的动力电池退役潮到来,国家出台政策鼓励电池梯次利用,行业处于发展初期,市场规模激增。退役动力电池可用于开发的储能产品,最大化利用电池梯次利用的经济效益。

1、自研核心算法和平台化模块化设计,可以在常规风冷产品上复用。

通过引入高端平台核心软件智能控制技术,实现产品错位竞争,保证风冷产品在中低端市场中的产品竞争力。

基于此技术开发的风冷终端及充电产品将在未来两年内陆续上市。

2、800V直流母线架构支持后期柔性叠储,0电网改造,可柔性拓展至600KW、720KW、1000KW产品。