泰克EA直流可編程電源串聯(lián)技術助力800V電動汽車高壓架構加速落地
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隨著電動汽車(EV)行業(yè)邁向800V高壓時代,如何高效、安全地實現更高電壓輸出成為技術焦點。全球領先的測試測量解決方案提供商——泰克旗下EA Elektro-Automatik品牌直流可編程電源的串聯(lián)連接技術為800V高壓架構提供關鍵支持,助力電動汽車制造商突破功率瓶頸,實現更快充電、更輕車身與更長續(xù)航的三重躍升。
直流可編程電源的串聯(lián)連接
在所需功率遠高于單個電源所能提供的應用中,用戶可以根據需求將多個電源串聯(lián)或并聯(lián)連接。將多個電源并聯(lián)連接會增加電流和功率,同時保持電壓恒定。相反,將它們串聯(lián)連接會將各個電源的電壓相加,從而獲得更高的總輸出電壓,而電流保持不變。
串聯(lián)將各單元電壓疊加:Vout = V1 + V2 + …。然而,在將電源串聯(lián)連接之前,用戶必須遵守一些注意事項。例如,串聯(lián)連接僅允許在相同類型和制造商型號的電源之間進行,即具有相似電壓、電流和輸出阻抗額定值的電源。但最重要的是,電流額定值必須匹配。此外,兩個或多個電源的串聯(lián)操作只能在任一電源的輸出隔離電壓額定值范圍內實現,以獲得比單個電源更高的電壓。
為確保安全與精度,請遵循以下六項規(guī)則。
● 每個電源的電壓設置必須相同。
● 將所需的總電壓除以串聯(lián)電源的數量。 如果使用兩個電源,則將每個設置為所需總電壓的一半。如果使用三個電源,則將每個設置為所需總電壓的三分之一。依此類推。
● 確保每個電源的電流設置匹配。
● 切勿超過串聯(lián)中任何電源的輸出隔離電壓額定值。
● 嚴禁任何電源承受負電壓。
● 必須對每個電源進行單獨控制。
電動汽車:串聯(lián)應用示例
在電動汽車領域,800V電池正成為主流。分析數據顯示,通過將電池電壓提高到800V,與400V相比,為電動汽車電機和其他設備供電所需的電流要低得多,從而允許使用更細的電纜和更小的電子元件。
因此,這減輕了車輛的重量,并最大限度地減少了因發(fā)熱造成的能量損失,從而提高了整體效率和電池續(xù)航里程。此外,這有助于電池充電更快,這是吸引電動汽車買家的一個主要因素。目前,包括特斯拉、比亞迪等在內的主流電動車制造商均已采用800V高壓架構,且采用該技術的車企數量正呈現快速增長態(tài)勢。
圖1 兩臺EA-PSB 10500-30(需同型號、同規(guī)格)串聯(lián)輸出800 V/30 A。銅質匯流排與遠端補償確保負載端精度達±0.1%
EA-PSB 10500-30銅質匯流排設計與遠端補償功能可消除高壓大電流下的線路損耗,確保負載端電壓精度達±0.1%。此外,電源內置的主-從總線接口支持并聯(lián)擴展,未來如需更高電流,僅需并聯(lián)更多單元即可無縫升級。在開始項目之前,請確保電源同型號再進行串聯(lián)連接。為了使用400V單元產生800V電源,必須如圖1所示連接兩個相同的電源。
提供多種輸出直流電壓的直流可編程電源
為實現上述串聯(lián)/并聯(lián)功能,EA-PSB 10500-30配備如下接口(見圖2)。
圖2 EA-PSB 雙向電源單元的后板接口示意圖
1)接口插槽:用于安裝選配的通信或功能擴展模塊 (如數字 I/O、CAN 總線等)。
2)主-從總線接口:用于構建并聯(lián)連接系統(tǒng)(Parallel Connection System),實現多臺電源的協(xié)調控制和狀態(tài)監(jiān)控,此接口連接主設備和輔助設備。
3)均流總線接口:用于構建并聯(lián)連接系統(tǒng),確保各并聯(lián)電源之間的電流均等分配(Current Sharing),此接口連接所有并聯(lián)單元的均流信號。
4)輸出電壓遠端補償輸入端子:用于連接遠端補償(Remote Sense)線,補償負載連接導線上的壓降,確保負載點獲得精確的設定電壓。
5)輸出端子(銅質匯流排):設備的主直流功率輸出連接點(DC Output Terminal),采用大電流銅質匯流排(Copper Busbar) 設計,可承載高額定電流。
6)交流電源輸入端子:用于連接設備的主電源輸入(Mains / AC Input),為設備運行提供電能。
7)以太網接口:RJ-45網絡接口(Ethernet Interface),用于通過TCP/IP協(xié)議實現遠程通信、控制和數據傳輸。
8)USB接口:USB通信接口(USB Interface),通常用于連接計算機進行設備配置、控制和軟件更新。
9)隔離模擬量編程/監(jiān)控及其他功能接口(DB15母座):15針D-Sub母型接口(DB15 Female Connector),提供電氣隔離的(Isolated)模擬量設定信號輸入、監(jiān)控信號輸出以及其他控制信號(如啟停、報警)。
10)接地連接螺釘:設備保護接地(Protective Earth - PE)連接點,必須使用低阻抗導線將其可靠連接至系統(tǒng)的接地排或大地,確保安全。
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