為了保護(hù)氣候，減少溫室氣體排放至關(guān)重要。除其他外，電動(dòng)汽車(chē)在減少這些排放方面發(fā)揮著重要作用。越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)（EV）與充電站的基礎(chǔ)設(shè)施密切相關(guān)：道路上的電動(dòng)汽車(chē)越多，可用的充電點(diǎn)就越多，而基礎(chǔ)設(shè)施的改善反過(guò)來(lái)又激勵(lì)了一些人改用電動(dòng)汽車(chē)。此外，電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展推動(dòng)了新的、更強(qiáng)大的電池的開(kāi)發(fā)，降低了電池的成本，并使制造容量和續(xù)航里程更大的車(chē)輛成為可能。為了開(kāi)發(fā)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(gè)地方同時(shí)為大量車(chē)輛充電。出于這個(gè)原因，正在開(kāi)發(fā)新的充電概念。然而，特別是在城市和大都市，越來(lái)越多的電動(dòng)汽車(chē)和充電站對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定性構(gòu)成了負(fù)擔(dān)。因此，需要概念來(lái)確保持續(xù)穩(wěn)定。例如，智能和聯(lián)網(wǎng)充電點(diǎn)適用于通過(guò)幫助優(yōu)化和集中管理充電來(lái)防止波動(dòng)。通過(guò)雙向充電，電動(dòng)汽車(chē)的電池還可以轉(zhuǎn)換為私人住宅、工業(yè)建筑和電網(wǎng)的緩沖器。例如，智能和聯(lián)網(wǎng)充電點(diǎn)適用于通過(guò)幫助優(yōu)化和集中管理充電來(lái)防止波動(dòng)。通過(guò)雙向充電，電動(dòng)汽車(chē)的電池還可以轉(zhuǎn)換為私人住宅、工業(yè)建筑和電網(wǎng)的緩沖器。例如，智能和聯(lián)網(wǎng)充電點(diǎn)適用于通過(guò)幫助優(yōu)化和集中管理充電來(lái)防止波動(dòng)。通過(guò)雙向充電，電動(dòng)汽車(chē)的電池還可以轉(zhuǎn)換為私人住宅、工業(yè)建筑和電網(wǎng)的緩沖器。

不同的充電概念

大約 60% 的歐洲電動(dòng)汽車(chē)用戶擁有自己的充電站。這些充電點(diǎn)通常以交流電為基礎(chǔ)運(yùn)行，輸出功率在 3.7 kW 到 11 kW 之間；在極少數(shù)情況下，22 kW。因此，將 EV 的電池充滿電需要幾個(gè)小時(shí)。然而，要使用這些充電站，電動(dòng)汽車(chē)需要一個(gè)集成的車(chē)載充電器 (OBC)。交流充電站也用于公共停車(chē)場(chǎng)或購(gòu)物中心。這種類(lèi)型的交流充電站通常具有高達(dá) 22 kW 的輸出功率。因此，100kWh 電池的充電時(shí)間約為 5 小時(shí)，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(chē)場(chǎng)和大型充電站。根據(jù)電池的大小，使用快速充電站為電動(dòng)汽車(chē)充電需要不到一小時(shí)的時(shí)間；使用超快速充電站，充電時(shí)間進(jìn)一步縮短至 20 分鐘。與交流版本相比，直流充電站具有一個(gè)集成轉(zhuǎn)換器，可將交流電從電源轉(zhuǎn)換為直流電。這允許將電力直接饋入車(chē)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(gè)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(chē)庫(kù)中，并可輕松與光伏 (PV) 系統(tǒng)結(jié)合使用。光伏系統(tǒng)產(chǎn)生直流電，可通過(guò) DC/DC 轉(zhuǎn)換器直接充電到車(chē)輛的電池中。此外，還可以安裝儲(chǔ)能系統(tǒng) (ESS) 以允許使用多余的能量。與充電站、電動(dòng)和混合動(dòng)力汽車(chē)以及光伏系統(tǒng)相結(jié)合，存儲(chǔ)系統(tǒng)形成了一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，可以優(yōu)化能源需求和發(fā)電量。ESS 也是回收電動(dòng)汽車(chē)舊電池的理想選擇。盡管它們不再適合作為車(chē)輛的儲(chǔ)能裝置，容量在 70% 到 80% 之間，但它們可以用于要求不高的應(yīng)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(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的雙向有源電力交換。因此，電動(dòng)汽車(chē)可用于負(fù)載控制，從而優(yōu)化電網(wǎng)負(fù)載。如果出現(xiàn)短缺，存儲(chǔ)在車(chē)輛電池中的能量會(huì)回流并穩(wěn)定電網(wǎng) (V2G)。

對(duì)直流的要求

在一定程度上，用戶行為對(duì)于充電概念的發(fā)展具有重要意義。然而，最終，直流充電站是否會(huì)在私人家庭中被廣泛接受取決于原始設(shè)備制造商。關(guān)鍵因素是 OBC，它需要集成到每輛車(chē)中，以便使用交流充電站進(jìn)行充電。由于汽車(chē)中使用的組件的空間和功率密度有技術(shù)限制，因此 OBC 的充電功率是有限的。直流充電時(shí)，轉(zhuǎn)換器不是集成在電動(dòng)汽車(chē)中，而是直接集成在充電站中，因此可以在電動(dòng)汽車(chē)的建設(shè)中節(jié)省零部件，降低生產(chǎn)價(jià)格。同時(shí)，還有更多可用空間可用于提高車(chē)輛本身的效率。最終，

通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)耐負(fù)浣Y(jié)構(gòu)和功率級(jí)別的適當(dāng)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。由于其性價(jià)比，硅 IGBT 在當(dāng)今的電動(dòng)汽車(chē)中占據(jù)主導(dǎo)地位。SiC MOSFET 的成本可以通過(guò)節(jié)省其他組件在系統(tǒng)級(jí)得到補(bǔ)償，因?yàn)榛?SiC MOSFET 的轉(zhuǎn)換器可以在比采用硅 IGBT 的轉(zhuǎn)換器更高的開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)行。

此外，SiC 具有優(yōu)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(shí)現(xiàn)更大的封裝小型化和節(jié)能?；?SiC 的組件可以在更高的環(huán)境溫度下運(yùn)行并實(shí)現(xiàn)非常高的效率。充電站也可以配備不同類(lèi)型的 SiC MOSFET。羅姆已經(jīng)在批量生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。

審核編輯：劉清