HV-MELA-BAT 项目开发出适用于重型及客运车辆的超大充电系统

得益于高开关频率，该隔离式 DC/DC 转换器实现了 9 千瓦/升的体积功率密度，同时保持 99.26% 的创纪录效率。通过集成缓冲存储单元，即使在电网接入能力受限的站点，也能确保实现满功率充电。

“该项目专注于将现有的快速充电基础设施——基于国际组合充电系统（CCS）标准——升级至新的兆瓦级充电系统（MCS）。”负责协调该项目的弗劳恩霍夫太阳能系统研究所（ISE）斯特凡·赖希特工程师介绍道，“更高的充电功率给电力电子、接触系统及可用电网连接容量带来了新的挑战。”

“HV-MELA-BAT”项目的其他合作伙伴包括 Motion Control & Power Electronics 公司、STS Spezial-Transformatoren Stockach 公司、梅赛德斯 - 奔驰能源公司以及弗劳恩霍夫工业应用研究院（Fraunhofer IVI）。

面向多种车型与电网连接的充电系统。作为研究项目的一部分，项目团队开发了适用于“超大”充电的核心组件：包括电网侧整流器等电力电子转换器、用于电气隔离的模块化直流/直流转换器互联方案、用于调节充电电压的直流/直流转换器，以及支持高压和大电流的接触系统。该系统还配备了由退役乘用车电池构成的缓冲储能系统。该储能系统将充电站所需的电网接入容量降至 500 千瓦，同时能够缓冲高负载峰值，从而降低电网负荷。

项目研发的 MCS 系统设计具备高度灵活性，可覆盖尽可能广泛的充电电压和车型范围，且向下兼容现有的 CCS 充电标准。项目团队还研究了多达四个 250 千瓦充电点的模块化配置，并探索了系统在系统内部整合可再生能源（例如光伏系统）及负载的方案。太阳能电力可直接供充电站使用，也可输入缓冲存储系统。整套 MCS 充电系统与缓冲存储设施在弗劳恩霍夫 ISE 弗莱堡电力电子与可持续网络中心完成了搭建、调试与测试。

利用 Motion Control & Power Electronics 提供的模块化且可灵活配置的 DC/DC 转换器，电池、交流电网与充电输出通过公共直流母线连接。这一设计使得在电网接入容量限制为 500 千瓦的情况下，成功演示了超过 1 兆瓦的充电功率。额外的 500 千瓦功率由缓冲存储系统提供。研究人员对不同持续时间的充电过程进行了测试，并调整了缓冲存储系统的规模。测试结果显示，该系统实现了高于平均水平的从交流电网到车辆电池的整体传输效率。

本项目的一项核心创新是全新设计的超紧凑型电气隔离 DC/DC 转换器，功率传输能力达 250 千瓦。为实现 1 兆瓦的充电功率，四台此类模块化转换器被并联连接。该功率转换器基于串联谐振转换器的基础拓扑结构。其工作开关频率高达 200 千赫兹，使得高频变压器和谐振电路等电感元件可以设计得更加小巧。这不仅减少了材料用量，也缩小了转换器体积。凭借高开关频率，该转换器实现了 9 千瓦/升的体积功率密度，在此功率段最大效率达到 99.26%，创下世界纪录。该项目获得了德国联邦经济与能源部（BMWK）的支持。

索比光伏网 https://news.solarbe.com/202603/23/50020114.html