NESY048B january 2019 – april 2023
雖然配電系統最初的設計和建造是為了滿足尖峰需求,並透過放射狀基礎設施被動輸送電力,但智慧電網不僅促進更多客戶選擇,也可在本機、遠端或自動進行管理。智慧電網讓公用事業能夠跟上消費者行為變化的腳步 (例如,家中大多數電動車電池充電可能會在夜間非尖峰時段進行)。
性能最高的電動車搭載 22-kW 範圍內的車載充電器。雙向充電器的概念帶來了使用電動車作為電池儲存元件的可能性。假設車庫中的電動車充一次電能行駛 400 英里。但是經由通訊、雲端運算和現代化的電網,汽車「知道」明天車主不會行駛超過 50 英里。在技術上,電池不必在上午 7 點充飽電,因此可以利用夜間將能源從車中取出以供本端消耗,或者在尖峰時段放回電網。公用充電基礎設施具有類似的方法,同時也達到充電站之間的負載平衡。
此外,改善電網電力品質和減少汲取的諧波電流需要功率因數校正,因為許多順向負載是 DC。例如,在以 350 kW 運作的偏移快速電動車充電器中,輸入是從電網連接的三相 AC,而輸出至電池的是 DC。
存在許多用於主動三相功率因數校正的拓撲。 10-kW、雙向三相三級 (T 型) 變流器與 PFC 參考設計可進行雙向功率校正,並使用碳化矽 (SiC) 金屬氧化半導體場效應電晶體 (MOSFET) 與更高切換頻率,以提升效率並縮小磁性元件尺寸,進而縮小整體系統尺寸。此拓撲可擴充至較高功率智慧電網應用,例如電動車充電和太陽能變流器。SiC MOSFET 具有較低的切換耗損,可確保更高的直流匯流排電壓 (高達 800 V) 和 >97% 的峰值效率。
TI 對電網未來持續投資的其中一個部分是,推進連接電網的充電器,以及電動車內電池管理系統上啓用電動車充電技術所需的零組件發展。由於電網和電動車電池的高壓電位,隔離裝置對任何電動車充電或電池管理系統設計都十分重要。這些裝置包含通訊與保護電路,例如隔離式與非隔離式放大器、隔離式與非隔離式介面積體電路,以及訊號隔離器的功率。