基于SiC的快速充电—在您自己的车库中

为了保护气候，减少温室气体排放至关重要。除其他外，电动汽车在减少这些排放方面发挥着重要作用。越来越多的电动汽车（EV）与充电站的基础设施密切相关：道路上的电动汽车越多，可用的充电点就越多，而基础设施的改善反过来又激励了一些人改用电动汽车。此外，电动汽车的发展推动了新的、更强大的电池的开发，降低了电池的成本，并使制造容量和续航里程更大的车辆成为可能。为了开发具有更高功率密度的电池，高充电容量是必不可少的，特别是如果要在一个地方同时为大量车辆充电。出于这个原因，正在开发新的充电概念。然而，特别是在城市和大都市，越来越多的电动汽车和充电站对电网的稳定性构成了负担。因此，需要概念来确保持续稳定。例如，智能和联网充电点适用于通过帮助优化和集中管理充电来防止波动。通过双向充电，电动汽车的电池还可以转换为私人住宅、工业建筑和电网的缓冲器。例如，智能和联网充电点适用于通过帮助优化和集中管理充电来防止波动。通过双向充电，电动汽车的电池还可以转换为私人住宅、工业建筑和电网的缓冲器。例如，智能和联网充电点适用于通过帮助优化和集中管理充电来防止波动。通过双向充电，电动汽车的电池还可以转换为私人住宅、工业建筑和电网的缓冲器。

不同的充电概念

大约 60% 的欧洲电动汽车用户拥有自己的充电站。这些充电点通常以交流电为基础运行，输出功率在 3.7 kW 到 11 kW 之间；在极少数情况下，22 kW。因此，将 EV 的电池充满电需要几个小时。然而，要使用这些充电站，电动汽车需要一个集成的车载充电器 (OBC)。交流充电站也用于公共停车场或购物中心。这种类型的交流充电站通常具有高达 22 kW 的输出功率。因此，100kWh 电池的充电时间约为 5 小时，具体取决于 OBC 充电功率。

如果电池需要快速充电，快速充电柱是正确的选择。它们具有高额定功率，介于 50 和 350 kW 之间，主要用于公共停车场和大型充电站。根据电池的大小，使用快速充电站为电动汽车充电需要不到一小时的时间；使用超快速充电站，充电时间进一步缩短至 20 分钟。与交流版本相比，直流充电站具有一个集成转换器，可将交流电从电源转换为直流电。这允许将电力直接馈入车辆的电池。即使是私人家庭和公司也可以从使用直流电的固定充电站中受益。例如，您自己的四个墙的变体是 DC 墙盒（图 1），输出为 22 kW。

直流墙盒可轻松安装在您的车库中，并可轻松与光伏 (PV) 系统结合使用。光伏系统产生直流电，可通过 DC/DC 转换器直接充电到车辆的电池中。此外，还可以安装储能系统 (ESS) 以允许使用多余的能量。与充电站、电动和混合动力汽车以及光伏系统相结合，存储系统形成了一个独立的系统，可以优化能源需求和发电量。ESS 也是回收电动汽车旧电池的理想选择。尽管它们不再适合作为车辆的储能装置，容量在 70% 到 80% 之间，但它们可以用于要求不高的应用，例如 ESS。这些所谓的“二次电池”（SLB）为充电站提供灵活的电力流，从而实现与电网的双向有源电力交换。因此，电动汽车可用于负载控制，从而优化电网负载。如果出现短缺，存储在车辆电池中的能量会回流并稳定电网 (V2G)。

对直流的要求

在一定程度上，用户行为对于充电概念的发展具有重要意义。然而，最终，直流充电站是否会在私人家庭中被广泛接受取决于原始设备制造商。关键因素是 OBC，它需要集成到每辆车中，以便使用交流充电站进行充电。由于汽车中使用的组件的空间和功率密度有技术限制，因此 OBC 的充电功率是有限的。直流充电时，转换器不是集成在电动汽车中，而是直接集成在充电站中，因此可以在电动汽车的建设中节省零部件，降低生产价格。同时，还有更多可用空间可用于提高车辆本身的效率。最终，

通过选择适当的拓扑结构和功率级别的适当组件来实现更高的功率密度。由于其性价比，硅 IGBT 在当今的电动汽车中占据主导地位。SiC MOSFET 的成本可以通过节省其他组件在系统级得到补偿，因为基于 SiC MOSFET 的转换器可以在比采用硅 IGBT 的转换器更高的开关频率下运行。

此外，SiC 具有优异的材料特性，例如正向电阻的最小增加。与硅元件相比，这可以实现更大的封装小型化和节能。基于 SiC 的组件可以在更高的环境温度下运行并实现非常高的效率。充电站也可以配备不同类型的 SiC MOSFET。罗姆已经在批量生产中实现了这一点。

审核编辑：刘清