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汽车电气化是到2050年前实现碳中和的其中一个全球明确方向。根据机电工程署《2023年香港能源最终用途数据》报告,香港总能源消耗的29%来自交通运输。推而广之,可以预见的是為了满足全球汽车电气化的需求,大量的能源将从汽油转向电力。 大规模汽车电动化的一个根本阻力是停车场供电能力与大规模电动车充电运行的电力需求之间的电力不匹配。电动车充电是实现电动车运作的一个基础部分。 电动车的普及意味着停车场将需要发生大规模的充电活动。停车场的电力设计容量一般不高。主要用电要求只是照明及通风设施,一般在10千瓦或以下(以科学园园区2E停车场為例)。 其功率远小於电动车充电设施的电力需求。例如一个有50个停车位的停车场,每个停车位配备20千瓦的充电设备。所需的电力容量為1兆瓦。而单一的快速充电也普遍超过100千瓦。因而可见现今停的车场没有足够电力来支持大规模安装有效的电动车充电设施。 应科院将开发SiC功率模组和栅极驱动单元,其关键技术包括1)双向直流断路器(B-DCB),可确保短路发生时仅在故障部位的电流快速上升和小电流通过电缆。 确保準确、安全的直流断开,从而实现直流电网稳定运作。 2)线性功率共享(LPS),它可以将电源模组的功率线性而不是离散地分配到两个充电桩去。因而可以实现最大程度地利用电源模组的充电容量,从而在有限资源实下现最短的充电时间。充分利用功率模组的充电能力。 3)理想开关控制(ISC),可在适当的时刻施加适当的闸极电阻,以低开关损耗和低电压/电流振盪的方式驱动SiC MOSFET。3)理想开关控制(ISC),可以在适当的时候提供适当栅极电阻,以同时达到较低的开关损耗和振盪。样机的电气和热验证将在应科院实验室进行。B-DCB将在ABB客户场地进行现场测试。 项目成功后,混合电网V2G电动车充电系统在系统稳定性、充电模组利用率和整体系统效率方面将取得重大进展。这是支持电动车在短期到中期普及的解决方案。该项目以及所开发技术的商业化将有助於实现智慧城市的汽车电气化和碳中目标。