日前，北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的研究人員已經(jīng)制造出一種電動(dòng)汽車快速充電器，它比現(xiàn)有體積至少小10倍，而不會(huì)犧牲充電時(shí)間。該團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在正在構(gòu)建一個(gè)能夠更快地為車輛充電的版本，同時(shí)還可以為多輛車充電。

這種新技術(shù)被稱為中電壓快速充電器（mvfc）。

傳統(tǒng)的50千瓦（kw）最先進(jìn)的充電器包括一個(gè)分配變壓器（重1000公斤）和一個(gè)獨(dú)立的快速充電器（重200至600公斤）。為了支撐重量，這種變壓器和充電器系統(tǒng)通常需要安裝在混凝土板上。

變壓器從公用的中壓線線上取電，然后將電壓降低到480v，這樣快速充電器就可以使用。快速充電器采用交流電壓，并將其轉(zhuǎn)換為與電動(dòng)車電池兼容的直流電壓。

“我們的50千瓦的mvfc重量只有100公斤左右，可以安裝在墻上，也可以安裝在柱子上，”SrdjanLukic說(shuō)，他是北卡羅來(lái)納州立大學(xué)的電氣工程副教授，也是研發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的研究人員之一。“mvfc同時(shí)負(fù)責(zé)變壓器和快速充電器的工作，直接從中電壓的公用線路中獲取電力，并將其轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車電池。

“這種新方法提供了4倍于同一系統(tǒng)的能量，同時(shí)降低了系統(tǒng)的安裝成本，”SrdjanSrdic說(shuō)

研究人員之所以能夠把這項(xiàng)技術(shù)做得更小，部分原因是他們使用了寬帶隙半導(dǎo)體器件。這也使得這項(xiàng)技術(shù)更節(jié)能。

目前，據(jù)報(bào)道，最好的變壓器和充電器站的效率高達(dá)93%，這意味著至少7%的電力在充電過(guò)程中會(huì)被熱量消耗。

在測(cè)試中，原型的mvfc的效率至少達(dá)到97.5%，這意味著額外的4.5%的能量被用來(lái)給汽車充電，而不是浪費(fèi)在熱能上。這降低了運(yùn)營(yíng)成本，增加了收入，卻沒(méi)有增加消費(fèi)者的成本。

Srdic說(shuō)：“換句話說(shuō)，我們能夠?qū)⒗速M(fèi)的能量減少60%以上。”

目前版本的mvfc的收費(fèi)速度與現(xiàn)有的充電站相同。這是因?yàn)閙vfc的這個(gè)迭代設(shè)計(jì)為運(yùn)行在50千瓦，這是一個(gè)典型的快速充電器的功率水平。

然而，研究小組正在建造下一代的電動(dòng)汽車，它的功率要高得多，能夠?yàn)楦嗟能囕v充電，而且充電速度更快。

“一段時(shí)間以來(lái)，我們已經(jīng)想到了更強(qiáng)大的、多車的mvfc，并且最近得到了能源部的資助來(lái)建造下一代原型，”Lukic說(shuō)，他是北卡羅來(lái)納州的Freedm工程研究中心副主任。

在多端口車站設(shè)計(jì)中，公共線路直接連接到固態(tài)變壓器（sst），它是一種基于電力電子的智能變壓器。然后，sst為本地的直流微電網(wǎng)提供電池存儲(chǔ)系統(tǒng)和多個(gè)充電節(jié)點(diǎn)。

“我們正在為原型制造五個(gè)充電節(jié)點(diǎn)，但可能會(huì)有兩倍或更多，”Lukic說(shuō)。

多端口的mvfc將有1兆瓦的額定容量，每個(gè)充電節(jié)點(diǎn)能夠提供350千瓦的電力。從50千瓦升級(jí)到350千瓦意味著一輛汽車的充電速度可達(dá)7倍。

現(xiàn)有的mvfc原型的開發(fā)工作得到了powerAmerica研究所的支持，該研究所是一個(gè)公私合作的研究項(xiàng)目，位于北卡羅來(lái)納州，由能源部能源效率和可再生能源辦公室（eere）資助。多車型mvfc原型的開發(fā)正由eere資助。在國(guó)家科學(xué)基金會(huì)的支持下創(chuàng)建了Freedm。