通過車載和非車載充電系統更高效地提供電力

電動汽車（EV）和混合動力電動汽車（HEV）正在迅速超越汽車市場，隨著這些新車的出現，對車載和非車載充電系統的需求也在增加。然而，這些充電系統不能依靠過去的技術來滿足今天的需求。它們必須能夠更有效地提供電力，同時保持體積小并產生盡可能少的熱量。

車載充電系統

車載充電器（OBC）有一個主要目的：將來自電網的交流電轉換為存儲在高壓車輛電池中的直流電。這種轉換都發生在實際車輛內部或“車載”。這些 OBC 系統的功率水平和充電速度可能有所不同（提供的功率越高，電池充電越快）。OBC 的另一個潛在功能是提供雙向功率流。這允許車輛分配動力，而不僅僅是將其用于內部功能。雙向 OBC 可用于 V2X 配電。這可以將電動汽車變成移動電源，用于電網平衡、“快速啟動”電動汽車以及在偏遠地區（例如露營）提供離網電力。在最小尺寸的單向和雙向 OBC 中實現峰值性能設計有助于緩解消費者對長充電時間和環境危害的擔憂。

車外充電系統

板外充電系統獲取輸入的交流電源，并將其轉換為為電池系統充電所需的直流電源。術語“車外”是指非車輛本身原生的充電系統（例如，公共車輛充電站）。非車載充電器的一個關鍵性能方面是其快速為車輛充電的能力。例如，一些現代快速充電器可以在不到 250 分鐘的時間內充電 30 英里。

用于充電系統的碳化硅

現代充電系統設計的一個主要因素是功率半導體的選擇。雖然較舊的技術廣泛使用硅（Si），但工程師們發現碳化硅（SiC）使這些充電系統（包括車載和板外）能夠以更少的熱量產生和更少的能量損失完成工作，同時需要更少的物理空間。這些更小、更輕的 SiC 充電系統以更低的成本在更短的時間內提供更多的行駛里程，使其對環境和經濟友好。

應用示例：用于雙向板載充電器的 650 V SiC MOSFET

使用碳化硅MOSFET（更具體地說，650 V 碳化硅MOSFET）是目前設計成功的雙向板載充電器的唯一方法，而不會影響尺寸、重量和復雜性等關鍵設計原則。碳化硅 MOSFET 的運行溫度比硅超結 （SJ） MOSFET 低得多，并且需要的熱管理要少得多（更小的散熱器）。反過來，這又降低了系統 BOM 成本。

此外，更少的組件導致更少的故障或破損機會。其他優點包括SiC支持的高頻操作，從而全面減小了車載充電器的尺寸和重量。

用于汽車系統的碳化硅

EV/HEV設備將面臨極端溫度、振動和沖擊載荷。因此，汽車電子系統必須特別堅固可靠，這就是為什么汽車電子委員會將某些電子產品（包括SiC產品）認證為汽車AEC-Q101認證的原因。根據AEC的說法，這意味著“設備能夠通過指定的壓力測試，因此可以預期在應用中提供一定水平的質量和可靠性。

審核編輯：郭婷