成果名称: 分布式智能充电关键技术研发及产业化
完成单位: 易事特集团股份有限公司,华南理工大学,中国科学院理化技术研究所,华中科技大学,广东天枢新能源科技有限公司,中能易电新能源技术有限公司
主要人员: 于玮,邵双全,张海南,荆朝霞,柳明,令狐金卿,程建材,游阳,赵金,宋宇金,王勇,张国立,梁云龙,李晓峰,张冰 等21人
介绍:     一、课题来源与背景: 课题来源广东省重点领域研发计划项目。
  二、技术原理及性能指标
   1.双向DC/DC模块	
   工作电压(V)260-304线性降额304-456满载输出,入电流(A)≤33,输入频率(Hz)40-70,最大转换效率≥98%,功率因素≥0.99,输入总谐波含量≤5%,输出电压范围(V)200-750,额定输出电流(A)30(限流点40),最大功率(KW)20,输出电流调节范围20%-100%额定值,稳压精度≤士0.5% ,稳流精度≤士1%。
   2.充检一体化设备
   输入电压(V)260-456输入电流(A)<350,输入频率(Hz)40-70,最大效率≥97%,功率因素≥0.99输入总谐波含量≤5%,输出电压范围(V)200-750,额定输出电流(A)<250,单机功率(KW)≥150,输出电流调节20%-100%额定值;,稳压精度≤±0.5%,稳流精度≤士1%,纹波系数<1%,不均流度≤士5%。
   3.基于云平台与可扩展的分布式计算机与存储架构,建成集成高频次数据采集监控与故障处置功能的大规模充电设施智能运维管理系统:可完成设备监控及故障运维等功能,信息采集误差小于2%。
   三、技术的创造性和先进性
   (1)双向充电模块、电池均衡技术、有序充放电决策模块开发:以V2G为应用背景,深入研究基于双向充电模块关键技术。主要研究内容有:基于碳化硅器件的双向充电模块电路拓扑及参数优化设计,双向充电模块效率、功率密度提升技术;双向充电模块运行控制策略。在准确估算电池状态的基础上,以SOE作为均衡指标,采用双向无损主动均衡拓扑,并应用高效的分层均衡策略,提高电池组的均衡管理速度与均衡效率。通过模块化均衡电路减小均衡电路的体积,提高均衡电路的功率密度。通过大数据分析进行负荷预测,提供充放电决策,指引电动汽车有序充放电,优化充电、放电行为,实现充电系统与电网的良好互动。
   (2)双向充电模块高精度热管液冷技术:建立充电系统三维热场仿真模型,在热电协同一体化设计的原则下提出热管液冷系统的总体方案。结合单充电模块与充电桩系统的结构特点,优化热管的整体结构并研究不同工质及充注量、芯体材料与固结方式等对热管启动特性和运行特性的影响,制定高精度运行控制策略。开展高效热管冷却系统的加工工艺研究与产品研制工作。
  (3)双向充电模块及充检一体化设备故障诊断研究:基于传感器网络,深入研究建立包含部件级、系统级等不同层次的新能源汽车充电桩突变性故障诊断的设计框架。
   (4)长周期免维护充检一体化设备开发:基于高效双向充电模块和故障检测模块,开发充电一体化设备,研究系统户外结构设计,整体液冷技术,减小体积,提高功率密度。进行系统功率分配单元软硬件设计,计费单元软硬件设计,充电控制单元软硬件设计,实现充检一体化设备可靠稳定运行,PLC模块软硬件设计实现多设备之间数据交互传输,4G云端传输设备以实现设备和云平台交互。
   (5)大规模充电设施智能运维系统开发:基于云平台实时采集充电数据及车辆电池数据,构建电池检测和在线追溯系统,故障预警和远程处置系统,智能运维和能量管理系统。配合电网调度充电放电功率,优化充电、放电行为,统筹充电负荷。
    四、技术的成熟程度,适用范围和安全性:本项目技术已转化至充电桩相关产品产业化。
    五、应用情况:项目期内累计新增销售收入8516.47万元,累计新增利税540.05万元,具有较好的市场推广前景。目前,已完成建设5个充电站示范运营点(共计超60台充电桩)。
    六、暂无获奖情况。
批准登记号:
登记日期: 2023-09-07
研究起止时间: 2019-01-01至2021-12-31
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 新能源与节能
评价单位名称: 广东省科学技术厅
评价日期: 2023-02-21