960kW液冷直流快速充电器最大功率商用中心
960kW液冷直流快速充电器最大功率商用中心
简答:这款960kW液冷直流快速充电器是目前产品目录中的顶级产品:它由四个独立部分的十六个60kW液冷功率模块组成,每个模块可提供200-1000V直流电压,每根电缆最大电流可达600A,并可为十二至十六个直流接口供电。sp该充电桩专为大型商业充电枢纽而设计,例如高速公路大型站点、港口码头和能源园区。这些场所的规划要求同时进行 12 至 16 个充电会话,并且运营商希望采用统一的电力架构,而不是多个小型充电柜。该充电枢纽采用三路 400VAC 630A 供电,在 55°C 环境温度下,每个模块堆的流量为 15.8 升/分钟,可保持满功率输出,在 20% 的利用率下,每日充电量可达 15,000 至 20,000 千瓦时。此外,由于总线本身已具备 MCS 级功率,因此该配置也适用于 MCS(兆瓦级充电系统)充电桩。
要点总结:
- 十六 60千瓦 四个模块可提供 960kW 的功率;模块级冗余设计可在模块发生故障时保持 720kW 的功率运行。
- 12 至 16 个加油机以 60kW 为单位共享公交车;卡车区域设有 50kW 楼层和优先窗口。
- 集线器由三路 630A 400VAC 电源供电;变压器容量从 1,200kVA 起,并强制配备电池储能。
- 冷却装置由四个独立的回路组成,每个回路的流量为 15.8 升/分钟;满负荷运转时环境温度为 55°C。
- 1000V / 600A 母线已准备好支持 MCS;将 CCS 分配器更换为 MCS 分配器是现场级别的更改。
960千瓦在地面上意味着什么
兆瓦是充电基础设施的一个心理分界线。低于这个功率,充电站只能算是设备;高于这个功率,充电站就成了能源设施。这款960千瓦的中央枢纽恰好位于这个分界线附近——比兆瓦级低4%,既保证了并网手续符合高功率商业标准,又能以合理的速率同时支持12-16个并发充电会话。它完美解决了大型充电站的难题:无需八个独立的120千瓦机柜和八个独立的服务连接,一个中央枢纽就能集中电力、冷却、控制和电网接口。
该充电站采用四段式架构(4 × 4 × 60kW),确保了其高可靠性:每个段都是一个独立的240kW充电岛,拥有独立的交流电源和冷却回路。当某个段发生故障时,所有充电桩仍可保持720kW的供电;当电网供电中断时,其余三个充电桩仍可保持720kW的供电。控制系统会在100毫秒内将电力重新分配到其他正常运行的段,确保所有充电会话的充电速率都不会低于其协商速率。
对运营商而言,中心机房的优势在于运营层面:只需一个 OCPP 连接、一份维护合同、一套备件以及一套热管理系统即可进行监控。但其缺点在于集中性——站点级事件(例如变压器故障、管道进水)造成的容量损失远大于分布式机柜。工程解决方案是在架构控制的每个层面(模块、泵、部分和馈线)都采用冗余设计。
模块和节架构
十六个60kW模块均为完整的液冷式转换器,峰值效率达97%,在20%至100%负载范围内效率均保持在94%以上。每个模块组成一个单元,每个集线器连接四个单元,每个单元均配备独立的交流配电系统、冷却回路和直流隔离器。直流母线额定电流为每根电缆600A,输出电压范围为200-1000V直流。
此规模下的故障粒度:模块故障会造成 60kW 的损耗(占总容量的 6%)并触发告警;段故障会造成 240kW 的损耗,但仍有 720kW 的容量保持运行。OCPP 协议栈会记录每个事件的时间戳和能耗影响,这是枢纽可用性 SLA 的依据。设计目标是 99% 的正常运行时间;类似安装的现场数据显示正常运行时间在 98.5% 至 99% 之间。
功率分配以 60kW 为单位,最多可分配至 16 个端口,并按区域配置不同功率层级:货车区域 50kW,客运区域 30kW。优先时段分配功率保障——在换班时段,货车区域每次可承载 600kW 的功率,剩余功率分配给客运区域。功率分配策略是调试时加载的软件配置文件,可远程调整。
枢纽规模的冷却装置
每个模块组均配备一个独立的冷却回路:主泵和备用泵、板式换热器、4.2平方米散热器、膨胀水箱和过滤器。在0.9巴压力下,每个模块组的流量为15.8升/分钟。冷板的热阻为0.025千瓦/瓦,界面垫的热阻为0.15千瓦/瓦,在45摄氏度环境温度下满负荷运行时,结温保持在85摄氏度左右;在55摄氏度满功率运行时,结温保持在85摄氏度左右。
冷却液为40%丙二醇/60%去离子水,耐冻温度低至-40°C,保养周期为5年或20,000小时。在枢纽级应用中,冷却液管理是一项库存项目:各回路的总容量约为70升,我们建议现场备有两桶20升的预混冷却液以及备用软管组件,因为16端口枢纽上的接头泄漏会导致分配器停机,而不仅仅是维护上的小麻烦。
满负荷运行时,散热量约为 30kW,分布在四个散热板上。枢纽的场地布局必须保证每个散热板前方有 3 米的开放空间,排气路径是机械设计的一部分——在封闭式场地中,导流风管将热空气向上排出。我们测量过一个封闭式大型场地,在安装导流风管之前,其输出功率损失了 12%;这是布局设计中的一个细节,而不是事后才考虑的。
电网、储能和兆瓦级对话
输入为三路 400VAC 630A 电源;变压器容量从 1200kVA 起步,在此规模下,站点能源管理系统是交付内容的一部分。根据我们的设计规范,960kW 的电池储能是强制性的:750kWh 至 1500kWh 的缓冲容量可以平滑用电需求曲线,应对用电高峰(例如,一辆卡车可以在 5 秒内请求 600kW 的功率),并利用非高峰时段的电力进行套利。枢纽控制系统通过 OCPP 和站点能源控制器协调充电器、电池和电网供电。
决定是否安装储能系统的是需量电价的计算:一个中心在4小时用电高峰期维持800千瓦的功率,电价为每千瓦12欧元,每月需支付38,400欧元的需量电价。如果配备1,000千瓦时的缓冲容量,将用电高峰期的功率降至500千瓦,则每月电费降至24,000欧元——仅需支付需量电价,缓冲容量的成本即可在2-3年内收回。
兆瓦级充电的讨论之所以重要,原因在于MCS(兆瓦级充电系统)。IEC 63278系列兆瓦级充电系统标准正在卡车领域推广,而960kW中心的1000V/600A母线已经达到了MCS级功率。对于有OEM厂商承诺支持的线路,现场即可使用MCS充电桩,而且在同一路段上将CCS充电桩更换为MCS充电桩只是更换充电桩,而非改变电力架构。对于正在建设卡车专用充电走廊的运营商而言,960kW中心是接近兆瓦级的解决方案,而通过MCS连接器和第四根630A电源线,它将成为真正的兆瓦级解决方案。
分配器区域:12-16 个分区容量端口
该规模的加油站区域规划为分区:卡车区配备贯通式加油岛和5米长的重型电缆;高吞吐量乘用车区配备4米长的电缆,每个加油岛安装两台加油机;以及适用于厢式货车和新兴车型的混合区。每个区域尽可能由不同的配电柜供电,因此,即使某个配电柜发生故障,也只会影响一个区域的供油,而其他区域仍能满负荷运行。
电缆和连接器的性能直接影响驾驶体验:液冷电缆在 600A 连续电流下表面温度保持在 50°C 以下,4 米长的组件重量仅为 3.8 公斤,连接器托架传感器可防止热插拔电弧。重型分配器采用加固臂以承受卡车进出料口的插入力,并配备车轮挡块保护的导管。
16个加油口的布局设计是一个交通问题:场地需要为货车提供直通车道,为乘用车提供垂直或斜角停车位,并且车辆行驶路线必须保证在行驶车道上无需倒车。我们建造过的最佳大型加油站布局,是将每个加油岛都与明确的进出通道相匹配;而最糟糕的布局则沿用了停车场的几何形状,并在最初的六个月里花费大量时间来解决排队冲突。
枢纽运营:利用率、损耗、正常运行时间
960kW 的运行模式:16 个端口,20% 利用率,平均会话时长 22 分钟,平均输送量 42kWh——即每天 230 个会话,输送量 9,700kWh。按每千瓦时 0.25 欧元的毛利率计算,该枢纽每天毛收入为 2,425 欧元;运营成本(包括损耗、冷却、维护和网络费用)为每天 450-600 欧元。硬件成本为 26 万至 36 万美元,加上土建和电网建设成本为 12 万至 20 万美元,按此计算,投资回收期为 2-3.5 年。
满负荷损耗:960kW 的功率,效率为 97%,会浪费约 29kW 的热量;其中冷却装置消耗 5.5kW。能源损耗为输出功率的 2.5% 至 3.5%——按每月 290,000kWh 计算,大约有 8,700kWh 的未售电力。四个部分的空闲功耗约为 350W,在 OCPP 睡眠模式下降至 90W,每年可节省约 2,300kWh 的电量。
正常运行时间是该枢纽的核心优势:凭借模块、泵、段和进水冗余以及72小时离线孤岛运行,设计目标是99%的正常运行时间,并为走廊项目提供5分钟一次的OCPP报告。如此规模的维护合同采用定期计划模式——每月对16个端口进行耦合器和电缆检查,每季度进行连接器电阻检查,每年进行流体取样——因为与任何规模较小的装置相比,16端口枢纽能够将维护人员的成本摊销到更高的收入中。
标准和认证文件
960kW 集线器符合 IEC 61851-23 直流充电控制标准;连接器通过 IEC 62196-3 CCS 标准测试,并符合 IEC 63278 系列 MCS 标准;外壳防护等级为 IP65(符合 IEC 60529 标准),分配器接口防护等级为 IP67;北美产品通过 UL 2202 认证;欧洲产品通过 CE 认证;生产符合 ISO 9001:2015 标准,并附有各回路压力测试记录。AFIR 和 NEVI 文档包(包括测试报告、符合性声明和正常运行时间报告配置)随调试文件一起提供。
安全架构:直流回路绝缘监测,低于 1MΩ 时跳闸;交流回路均配备漏电保护装置;冷却液压力释放至 4 bar;低流量降额至额定流量的 60%;各回路防火分隔符合当地规范。30kW 的持续散热确保散热器区域内无堆放物——在大型场地,附近有托盘堆场,百叶窗间隙是消防安全的关键要素,而非便利性考量。
大型站点治理和网格合同
一个960千瓦的大型电站属于电网级资产,因此需要电网级的管理:一份与电站负荷曲线相匹配的能源供应合同、在市场允许的情况下签订需求响应协议,以及一份明确电站发出警报时各方职责的运行协议。能源合同的讨论首先要从负荷曲线入手——电站每日15,000至20,000千瓦时的吞吐量、峰值时段以及缓冲容量的平缓效应——因为电价结构决定了电站的盈利能力。
需求响应机制如下:电网运营商提供限电补贴,大型充电站可利用缓冲容量,在 30-60 分钟内削减 200-400kW 的充电负荷,而这种灵活性的补贴通常超过转移能量的价值。充电站的 OCPP 系统支持需求响应所需的限电调整——远程限电可在几分钟内生效,而非几天。充电站的能量控制器负责协调响应;运营商的合同则记录了由此产生的价值。
运营协议涵盖了硬件无法触及的管理方面:谁负责正常运行时间报告,谁保管备件,谁响应凌晨 3 点的警报,以及当站点需求超出预测时谁与电力公司沟通。如果这些问题只是非正式地解答,大型站点就会运营失败;如果协议以书面形式记录并按季度审查,它们就能稳定运行多年。
电网合同包含一份技术附件:其中列明了电站的满负荷用电量、浪涌电流和爬坡特性(有源前端模块限制浪涌电流,缓冲电路则覆盖了转盘运行期间的爬坡),以及电力公司要求的功率因数性能。电力公司的工程师会根据附件中的数据核对现场电表,而调试记录则是最终依据。
治理结构在首次需求响应事件和首次审计中就能体现其价值:拥有书面治理结构的巨型站点顺利通过项目审计,收取灵活用电补贴,并保持电网连接,一切顺利。而没有治理结构的站点则会在最糟糕的时刻暴露出漏洞。
MIDA液冷增压器系列
这款960kW液冷直流快速充电桩是全系列高功率充电设备的一部分,该系列设备均采用相同的散热架构。 落地式直流充电站 平台承载着电源柜和分配器区域, 液冷系统 这是本文所述每种配置背后的闭环热架构,以及 液冷式电源模块 是每个站点的核心组成部分。买家可以比较完整的 直流电动汽车充电器 阵容及完整信息 产品目录 以匹配功率等级、连接器标准和现场要求。
| 规格 | 600千瓦 | 720千瓦 | 900千瓦 | 960千瓦 |
|---|---|---|---|---|
| 电源模块 | 10 × 60kW | 12 × 60kW | 15 × 60kW | 16 × 60kW |
| 章节 | 1-2 | 2 | 3 | 4 |
| 输出电压 | 200–1000V 直流 | 200–1000V 直流 | 200–1000V 直流 | 200–1000V 直流 |
| 每根电缆的最大电流 | 600A | 600A | 600A | 600A |
| 支持的分配器 | 6-8 | 8-12 | 12 | 12-16 |
| 交流输入(400VAC) | 2 × 630A | 2 × 630A | 3 × 630A | 3 × 630A |
| 变压器分配 | 700–800千伏安 | 800–1,000千伏安 | 1000千伏安以上 | 1200千伏安以上 |
| 模块峰值效率 | 97% | 97% | 97% | 97% |
| 环境 | -40 至 +55°C | -40 至 +55°C | -40 至 +55°C | -40 至 +55°C |
常见问题解答
1. 960kW 真的是最大商业配置吗? 它是目前液冷系列产品中最大的单中心配置,由四个部分共 16 个模块组成。对于 960kW 以上的机组,站点会配置多个中心——例如,一个站点上的两台 960kW 机组即可组成一个 1.92MW 的能源园区,并具有独立的冷却和并网功能。
2. 960kW 充电桩一次最多可以同时为多少辆车充电? 根据区域布局,配备 12 至 16 个加油机。功率分配以 60kW 为单位,并设有区域最低限额——卡车 50kW,乘用车 30kW——同时为车队充电设置优先时段。16 辆车满载时平均每辆车消耗 60kW 的电量;单辆卡车最多可容纳 600kW 的电量。
3. 该枢纽需要什么样的电网基础设施? 三路 400VAC 630A 供电线路,配备 1200kVA 以上的变压器,外加 750kWh 至 1500kWh 的电池储能系统以应对需求侧波动。并网研究从项目启动之初就开始——在这个规模下,电网建设是耗时最长的环节。
4. 该集线器是否支持兆瓦级充电系统? 1000V/600A 母线已具备 MCS 级电力传输能力。对于获得 OEM 厂商支持的卡车线路,可提供 MCS 配电盘;在某一路段将 CCS 更换为 MCS 属于配电盘级别的变更。第四条 630A 供电线路的加入,使该枢纽的电力传输能力真正达到了兆瓦级。
5. 当某个部分或某个进给发生故障时会发生什么? 某段线路故障导致所有配电器共消耗 720kW 电力;某馈线断电导致其他三条馈线共消耗 720kW 电力。控制系统会在 100 毫秒内重新分配电力,且所有活动会话的电力消耗均不会低于其协商的速率。所有事件均通过 OCPP 记录,以满足可用性 SLA 的要求。
6. 一个 960kW 的轮毂需要多大的空间? 电源部分占地面积约为 2400×800 毫米,加上加油机底座和加油道几何形状;一个完整的 16 端口加油站通常需要 800–1200 平方米的铺设面积,包括直通式加油道和循环区域。散热间隙为每个散热器面板增加 3 米。
7. 哪些标准涵盖该枢纽? 符合 IEC 61851-23、IEC 62196-3 (CCS)、IEC 63278 系列 (MCS)、IEC 60529 IP65/IP67、UL 2202、CE、OCPP 1.6J/2.0.1(5 分钟报告)和 ISO 9001:2015 标准。AFIR 和 NEVI 文档随调试一起提供。

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