随着电动汽车（EV）的日益普及，快速充电已成为一项挑战，因为需要超过1 MW的电力输送（可为约1,000户家庭供电）。传统的充电站依赖于笨重的线频变压器（LFT），由于大量使用铜和铁，这些变压器价格昂贵。这些充电站还包含多个转换阶段，包括升压或降压电流，或将交流电转换为直流电，反之亦然。而这会大大增加成本并降低效率。

图片来源： 印度科学学院

据外媒报道，为了解决这个问题，印度科学学院（Indian Institute of Science，IISc）电气工程系（EE）的研究人员与台达电子印度公司（Delta Electronics India）合作，开发出基于级联H桥（CHB）的新型多端口直流转换器，可直接连接到中压交流电（MVAC）电网，从而无需使用体积庞大且价格昂贵的LFT。

相关研究论文发表在期刊《IEEE Transactions on Industrial Electronics》上。该论文表明此类转换器有助于满足电动汽车快速充电站日益增长的电力需求，这对于扩大印度电动汽车基础设施至关重要。

“如今的大功率充电器非常复杂，在电网、储能系统和车辆电池之间有多个转换阶段，”电气工程副教授兼该研究的通讯作者Kaushik Basu解释道。“我们的发明简化了这一过程，并将能源效率提高了3-5%。在兆瓦级规模下，这可以节省能源，显著降低成本，并减少材料占用空间，从而使充电站更加环保。”

第一作者、电气工程博士生Harisyam PV指出，此类转换器对于需要同时为多辆汽车充电的充电站尤其有用。“从基于线频变压器的解决方案到固态变压器，我们使该解决方案比现有解决方案更小巧、更紧凑，”Harisyam PV补充道。

除了电力转换之外，该技术还有助于构建紧凑型双向充电中心，从而带来诸多关键优势。除了能够为多辆汽车供电外，它还能将电量本地存储在电池中，并轻松连接到太阳能电池板等可再生能源。

当配电网突然出现高功率需求，例如多辆汽车同时充电时，将电量本地存储在电池中即可进行充电。双向转换器不仅可以将电力从电网传输到汽车，还可以在紧急情况下将充电站的电力从充电站的存储设备传输回电网。

此功能可使充电站实现不间断供电。它还可能在停电期间为医院等重要设施提供支持。

该团队构建并测试了一个1.2 kW的实验室规模原型，结果发现它能够以高于95%的效率为电动汽车充电提供直流电。他们目前计划扩大系统规模，以处理更高的负载。

除了电动汽车充电之外，这项技术还有望应用于下一代数据中心、风能系统和铁路牵引，因为它能够实现中压下的高效电力转换。

“我们与台达电子合作，在印度理工学院（IISc）建立了一个2500平方英尺的实验室，”Basu补充道。“该设施将用于演示兆瓦级转换器，该转换器能够同时通过11 kV电网为一辆200 kW的公交车和一辆50 kW的汽车充电。”