基于SiC的快速充電—在您自己的車庫中

為了保護氣候，減少溫室氣體排放至關重要。除其他外，電動汽車在減少這些排放方面發揮著重要作用。越來越多的電動汽車（EV）與充電站的基礎設施密切相關：道路上的電動汽車越多，可用的充電點就越多，而基礎設施的改善反過來又激勵了一些人改用電動汽車。此外，電動汽車的發展推動了新的、更強大的電池的開發，降低了電池的成本，并使制造容量和續航里程更大的車輛成為可能。為了開發具有更高功率密度的電池，高充電容量是必不可少的，特別是如果要在一個地方同時為大量車輛充電。出于這個原因，正在開發新的充電概念。然而，特別是在城市和大都市，越來越多的電動汽車和充電站對電網的穩定性構成了負擔。因此，需要概念來確保持續穩定。例如，智能和聯網充電點適用于通過幫助優化和集中管理充電來防止波動。通過雙向充電，電動汽車的電池還可以轉換為私人住宅、工業建筑和電網的緩沖器。例如，智能和聯網充電點適用于通過幫助優化和集中管理充電來防止波動。通過雙向充電，電動汽車的電池還可以轉換為私人住宅、工業建筑和電網的緩沖器。例如，智能和聯網充電點適用于通過幫助優化和集中管理充電來防止波動。通過雙向充電，電動汽車的電池還可以轉換為私人住宅、工業建筑和電網的緩沖器。

不同的充電概念

大約 60% 的歐洲電動汽車用戶擁有自己的充電站。這些充電點通常以交流電為基礎運行，輸出功率在 3.7 kW 到 11 kW 之間；在極少數情況下，22 kW。因此，將 EV 的電池充滿電需要幾個小時。然而，要使用這些充電站，電動汽車需要一個集成的車載充電器 (OBC)。交流充電站也用于公共停車場或購物中心。這種類型的交流充電站通常具有高達 22 kW 的輸出功率。因此，100kWh 電池的充電時間約為 5 小時，具體取決于 OBC 充電功率。

如果電池需要快速充電，快速充電柱是正確的選擇。它們具有高額定功率，介于 50 和 350 kW 之間，主要用于公共停車場和大型充電站。根據電池的大小，使用快速充電站為電動汽車充電需要不到一小時的時間；使用超快速充電站，充電時間進一步縮短至 20 分鐘。與交流版本相比，直流充電站具有一個集成轉換器，可將交流電從電源轉換為直流電。這允許將電力直接饋入車輛的電池。即使是私人家庭和公司也可以從使用直流電的固定充電站中受益。例如，您自己的四個墻的變體是 DC 墻盒（圖 1），輸出為 22 kW。

直流墻盒可輕松安裝在您的車庫中，并可輕松與光伏 (PV) 系統結合使用。光伏系統產生直流電，可通過 DC/DC 轉換器直接充電到車輛的電池中。此外，還可以安裝儲能系統 (ESS) 以允許使用多余的能量。與充電站、電動和混合動力汽車以及光伏系統相結合，存儲系統形成了一個獨立的系統，可以優化能源需求和發電量。ESS 也是回收電動汽車舊電池的理想選擇。盡管它們不再適合作為車輛的儲能裝置，容量在 70% 到 80% 之間，但它們可以用于要求不高的應用，例如 ESS。這些所謂的“二次電池”（SLB）為充電站提供靈活的電力流，從而實現與電網的雙向有源電力交換。因此，電動汽車可用于負載控制，從而優化電網負載。如果出現短缺，存儲在車輛電池中的能量會回流并穩定電網 (V2G)。

對直流的要求

在一定程度上，用戶行為對于充電概念的發展具有重要意義。然而，最終，直流充電站是否會在私人家庭中被廣泛接受取決于原始設備制造商。關鍵因素是 OBC，它需要集成到每輛車中，以便使用交流充電站進行充電。由于汽車中使用的組件的空間和功率密度有技術限制，因此 OBC 的充電功率是有限的。直流充電時，轉換器不是集成在電動汽車中，而是直接集成在充電站中，因此可以在電動汽車的建設中節省零部件，降低生產價格。同時，還有更多可用空間可用于提高車輛本身的效率。最終，

通過選擇適當的拓撲結構和功率級別的適當組件來實現更高的功率密度。由于其性價比，硅 IGBT 在當今的電動汽車中占據主導地位。SiC MOSFET 的成本可以通過節省其他組件在系統級得到補償，因為基于 SiC MOSFET 的轉換器可以在比采用硅 IGBT 的轉換器更高的開關頻率下運行。

此外，SiC 具有優異的材料特性，例如正向電阻的最小增加。與硅元件相比，這可以實現更大的封裝小型化和節能?；?SiC 的組件可以在更高的環境溫度下運行并實現非常高的效率。充電站也可以配備不同類型的 SiC MOSFET。羅姆已經在批量生產中實現了這一點。

審核編輯：劉清