根據(jù)對電動汽車的充電方式，充電樁可分為交流充電樁和直流充電樁兩大類。直流充電樁具備直接給電池充電的能力，以三相四線制的方式連接電網，能夠提供充足的電力，輸出的電壓和電流調整范圍大，俗稱“快充”。隨著歐洲和美國開始計劃進一步提高直流快充能力(350kW快速充電站)。安裝超級充電樁是電動汽車行業(yè)的一大進步，這個新的標準將會進一步打開電動汽車市場，也更加有利于電動汽車的進一步普及。充電技術的提升需要與電池技術共進，相對于更高電壓的充電樁技術。以歐洲的幾家車企為例，車企自身需要大力推動直流快充基礎設施的發(fā)展：

?四家公司將在歐洲部署超快速充電站，2017年首先在400個地方設置充電站，在2020年之前將設置范圍擴大至歐洲的數(shù)千處。

?四家公司預期將向超快速充電網絡設施投入大量建設資金，設立建設基礎設施的合資公司。

?為了確立無論哪種電動汽車品牌均可便捷使用的充電站，四家公司還將推動其他汽車廠商加入

隨著這個市場的不斷演進，直流充電樁的整個電壓平臺都會有變化。

圖示1-通往350kW直流充電

**部分：直流充電樁的需求

直流充電系統(tǒng)是一個整體，是把交流功率系統(tǒng)轉化成直流的裝置。目前400V的充電樁一般應用在乘用車上，500~700V的應用在大巴車上，整體核心的是充電電源模塊，完成AC=>DC的電壓和能量轉換。隨著快速充電的需求不斷增加，整個電壓平臺都會向800~1000V進行提升。

現(xiàn)在不少的快速充電解決方案提供150千瓦、300千瓦和450千瓦不同規(guī)格的充電功率。無需單獨設立充電站，公交車在停靠終點站時僅需4~6分鐘即可通過車頂自動連接裝置完成快速充電，在滿足線路行駛的用電需求的同時，也使公交車能夠安裝更小、更輕便的電池組，從而減輕自重，同時提高乘客運輸能力。

圖示2-大巴的固定直流充電的設施

圖示3-大巴頂端直流充電

**部分：直流充電的功率模塊與SiC器件的應用

從充電電源模塊而言，分為整流、PFC、DC/DC變壓幾個部分，有1~2獨立的控制器整流和變壓部分，如下圖所示。以下藍色的部分為羅姆可以提供的一些器件。

圖示4-充電機系統(tǒng)的核心部件概覽

AC/DC電路可采用三相交流電輸入， AC/DC轉換可采用全波整流加PFC升壓電路的拓撲結構，也可采用兩路PFC升壓電路交錯并聯(lián)來提高開關頻率和增加功率。影響AC/DC轉換的體積、效率和散熱等特性，主要的關鍵因素是PFC電路的開關頻率及器件特性。

SiC-SBD：羅姆不斷改善元器件工藝，隨著產品的更新?lián)Q代，實現(xiàn)了低VF。開發(fā)出使用SiC的SBD(肖特基勢壘二極管)，*適合PFC(Power FactorCorrection)電路及逆變器用途。實現(xiàn)了Si-FRD(Fast Recovery Diodes)難以實現(xiàn)的極短的反向恢復時間(trr)，使得高速開關成為可能。由于反向恢復電荷量(Qrr)小，為降低開關損耗和設備小型化做出貢獻。

DC/DC電路現(xiàn)在用的比較多的是LLC串聯(lián)諧振全橋電路拓撲結構。LLC電路的開關頻率及器件特性也會影響DC/DC轉換的體積、效率和散熱這些特性。

圖示5- LLC串聯(lián)諧振全橋電路拓撲結構

選擇功率開關管和功率二極管的主要器件特性包括：

?導通損耗(或導通電阻)

?開關損耗

?反向漏電流和反向恢復時間

?反向耐壓

?溫度特性

功率開關管和功率二極管的導通損耗和開關損耗越小、反向漏電流和反向恢復時間越小，開關頻率就可以做的越高，反向耐壓越高，工作電壓選擇就可越高，功率效率也就越高。

SiC mosFET同時實現(xiàn)Si元器件做不到的高速開關和低導通電阻，即使在高溫條件下也能顯示優(yōu)異的電氣特性。為大幅降低開關損耗和周邊元器件的小型化做出貢獻。簡單來說，基于碳化硅的功率器件特別適合高頻、高壓和高溫的工作環(huán)境，車載充電機選用基于碳化硅的功率器件是非常好的選擇。

圖示6- SiCMOSFET特性

圖示-7 SiCMOSFET在PFC電路內的應用

小結：在充電技術不斷迭代更新的產業(yè)環(huán)境及市場需求下，使用SiC器件是在未來快速充電領域占據(jù)前瞻市場地位的必經之路。

本文轉自羅姆半導體集團