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(xiàn)，對車載和非車載充電系統(tǒng)的需求也在增加。然而，這些充電系統(tǒng)不能依靠過去的技術(shù)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(chǎn)生盡可能少的熱量。

車載充電系統(tǒng)

車載充電器（OBC）有一個主要目的：將來自電網(wǎng)的交流電轉(zhuǎn)換為存儲在高壓車輛電池中的直流電。這種轉(zhuǎn)換都發(fā)生在實際車輛內(nèi)部或“車載”。這些 OBC 系統(tǒng)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(nèi)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(wǎng)平衡、“快速啟動”電動汽車以及在偏遠地區(qū)（例如露營）提供離網(wǎng)電力。在最小尺寸的單向和雙向 OBC 中實現(xiàn)峰值性能設(shè)計有助于緩解消費者對長充電時間和環(huán)境危害的擔憂。

車外充電系統(tǒng)

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

用于充電系統(tǒng)的碳化硅

現(xiàn)代充電系統(tǒng)設(shè)計的一個主要因素是功率半導體的選擇。雖然較舊的技術(shù)廣泛使用硅（Si），但工程師們發(fā)現(xiàn)碳化硅（SiC）使這些充電系統(tǒng)（包括車載和板外）能夠以更少的熱量產(chǎn)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(tǒng)以更低的成本在更短的時間內(nèi)提供更多的行駛里程，使其對環(huán)境和經(jīng)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(shè)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(guān)鍵設(shè)計原則。碳化硅 MOSFET 的運行溫度比硅超結(jié) （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(tǒng) 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(yōu)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(tǒng)的碳化硅

EV/HEV設(shè)備將面臨極端溫度、振動和沖擊載荷。因此，汽車電子系統(tǒng)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(chǎn)品（包括SiC產(chǎn)品）認證為汽車AEC-Q101認證的原因。根據(jù)AEC的說法，這意味著“設(shè)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(zhì)量和可靠性。

審核編輯：郭婷