充电基础设施

充电基础设施

为无缝充电基础设施铺平道路

从电动自行车到重型卡车，由电池驱动的电动车正在推动可持续交通出行的发展。然而，要想抓住电动车的机会，助力实现减碳，必须满足几个条件：电动车不仅电力必须来自可再生能源，还必须价格合理，配套充电网络必须便捷完善，而且充电时间要尽可能短。作为电力电子市场的领导企业，英飞凌是这方面的关键推动者，助力打造无处不在且节能高效的充电基础设施。

扩张充电网络

推动关键充电基础设施的发展

在未来几年，大量节能的快速充电基础设施网络将成为实现电气化交通出行目标的主要因素。各地政府也针对充电基础设施提出了倡议，旨在明确和安装公共充电基础设施，这种基础设施应当具有可互操作的支付解决方案，可为用户带来无缝体验和绿色交通出行。与此同时，充电终端及车辆本身必须尽可能节能高效地运行和充电。充电站的类型取决于用户在何处充电及其有多长时间用来充电——无论是在家中、在工作中还是在旅途中。英飞凌的产品和解决方案（例如：SiC器件）就是快速充电的关键。我们提供完整的一站式解决方案和不同的服务，覆盖了整个产品范围，例如：电源转换、微控制器、安全和辅助电源，甚至通信。

车载和非车载充电

充电类型：一探差异

给电动车辆充电时，可以使用直流电（DC）或交流电（AC），但由于电动车辆的传动系统需要使用直流电，因此必须将交流电转换成直流电。根据直流电的转换位置，充电模式分为两种：车载和非车载，二者在速度（直流充电）和成本（交流充电）方面各有优势。

车载充电器在插座或充电站将交流电馈入车辆后，再将交流电转换为直流电，为电池充电。相反，非车载充电器在内部将交流电转换为直流电，然后再将直流电输送到车辆，直接为电池充电。

英飞凌半导体赋能车载和非车载充电设计。无论是基于传统硅（Si）技术还是先进的SiC拓扑结构的分立器件或模块，我们的客户都可以从领先的功率半导体供应商的丰富产品组合中进行选择，以推动电动车辆充电基础设施的发展。

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驾驶员在哪充电

在家充电

选择在家充电时，在大多数情况下，屋主会在车库或屋外某处安装充电站（壁挂式充电盒）。他们只需要接好充电线，电动车辆就可以在一夜之间充满电。太阳能是这里的主要趋势：越来越多的屋主使用屋顶的太阳能为电动车辆充电；使用光伏系统、充电桩和能源管理系统，外加一个储能单元，就可以在白天光线充足的情况下独立于电网充电。

工作时充电

另一种选择是在雇主提供充电基础设施的情况下，在工作中充电。驾驶员只需要准备自己的充电线即可。

交通出行时充电

选择在交通出行中充电，特别是在长途出差或旅途中，就需要使用公共充电基础设施，例如：在高速公路上。在这种情况下，充电速度是关键。如今，一辆典型的电动车辆可以在10分钟内充满80%的电。与为传统内燃机车辆加油不相上下。

无论是舒适型还是运动型，电动自行车在骑行群体当中人气日益高涨。确保电动自行车之旅不会因为没电戛然而止非常重要。

双向充电

真正的革新者：双向充电

电动车辆双向充电技术带来了一个巨大的机会，它可以将电动车辆变成另一个储能系统，以保留多余的电力，以备不时之需。这样一来，电动车辆的电池就可以作为其他设备的电源使用。该技术使电池既可以充电，也可以放电，这也是智能直流充电的一个重要创新。对于使用太阳能的住宅充电解决方案，这项技术可以提高驾驶员的独立性，而且更有助于稳定智能电网。电力可以双向流动，带来了很多不同的用途，例如：弥补电力缺口、作为私人住宅的缓冲器、甚至在未来通过车对电网（V2G）技术，将电力转售给电网。这意味着这种电动车辆充电技术可以将未使用的电量由电池馈回电网。车辆的电池就像一块巨大的交通电源。

快速高效充电的生态系统

电动车辆充电站：30 kW-150 kW的充电桩

高达350 kW的大功率直流充电器可在高速公路沿线提供快速充电机会，以实现快速充电；高达150 kW的充电桩则是城市日常充电的理想解决方案，填补了住宅和高速公路应用之间的空白。

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电动汽车充电站： 充电器功率从 50 千瓦到 350 千瓦不等

高达350 kW的大功率直流充电系统可为驾驶员实现充电7分钟（大约），续航200公里——刚好喝杯咖啡的时间。这些让充电桩变得快速、高效且易于使用的技术，将有助于消除驾驶员的“里程焦虑”。

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为轻型电动车充电

对所有轻型电动车而言，电池模块是一个至关重要的子系统，影响着车辆的最大扭矩和续航里程方面的性能。高效电池管理系统利用OptiMOSTM 和Strong IRFETTM MOSFET的最低漏-源导通电阻，来实现最大短路电流能力和最低连续运行导通损耗。

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混动/纯电动车辆车载电池充电器

车载充电器（OBC）是车辆的一个内置系统，可在泊车时通过交流电网为高压电池充电。插电式混动车辆（PHEV）和纯电动车辆（BEV）之所以具有更长的行驶里程，是通过增加电池容量和提高电子元器件的能效来实现的。

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直流壁挂式充电盒

直流壁挂式充电盒技术将成为充电基础设施的关键一员，它将实现更快、更智能的充电。

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如何给电动汽车充电

充电解决方案

英飞凌是全球电动车辆充电接口倡议组织（CharIN）的成员。CharIN的目标是起草、制定和推广针对各种电池供电型电动车辆的全球充电系统标准。

适用于各类电动汽车的半导体

适用于各类电动汽车的半导体

英飞凌的半导体解决方案适用于所有类型的电动汽车：纯电动汽车、插电式混合动力汽车和采用 48 伏技术的轻度混合动力汽车。最后但并非最不重要的是，英飞凌的元件还适用于基于新兴氢技术的汽

集成式英飞凌组件是电动汽车典型控制器和系统的核心构件：车载充电器、直流-直流转换器、电池管理单元、动力传动系统控制器、电动制动系统以及动力转向、空调、热管理、后灯控制、挡风玻璃雨刷器和车窗升降器。这些组件依赖于以下产品系列： HybridPACK™ Drive IGBT 功率模块、AURIX™ 微控制器、EiceDRIVER™ 驱动器集成电路以及许多其他英飞凌传感器、微控制器、功率半导体和 Wi-Fi®/Bluetooth® 连接解决方案。

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芯片故事一览

在购物时超快充电

那些想一边购物一边给电动车辆充电的人们，现在可以在很多超市、DIY商店和家具店门口快速充电。

对于商铺业主或购物中心的运营商而言，这类快速充电桩的安装涉及规模庞大的施工作业，例如：铺设电缆的土方工程或浇筑地基。

南蒂罗尔制造商Alpitronic开发了一种为电动车辆充电的解决方案，该解决方案所需的施工作业要少得多。其新型超级充电器HYC50是首款壁挂式充电系统，其噪音水平低于50 dBA，因此，也可以在居民区内或附近运行。

该超级充电器有两个快速充电端口，可以以50 kW的功率为一辆车辆充电，或以25 kW的功率同时为两辆车辆充电。该设备基于SiC功率模块 MOSFET 1B和2B，并结合采用英飞凌EiceDRIVER X3。

详情如下

电动车辆双向50 kW（2 x 25 kW）直流充电器

HYC50是该功率范围内的首款壁挂式直流充电器。凭借英飞凌的CoolSiC™技术，该充电器的功率密度提高了50%，噪音水平从65 dB降到50 dB以下。其设计紧凑，重量不到100公斤，可以部署在停车场或超市的墙壁上，而无需另外采取加固地基等大型施工作业。

集成了以下英飞凌产品

  • 带NTC温度传感器的EasyPACK 1B和2B CoolSiC™模块
  • EiceDRIVER™ X3驱动器IC

HYC50技术参数

  • 可以50 kW功率对一辆车充电，也可以25 kW功率同时为两辆车充电
  • 连续充电电流：150 A
  • 输出电压：50 V-1000 V
  • 效率：> 97%（*）
  • 支持室内和室外安装
  • 重量：<100公斤（*）
  • 超低的噪音水平：< 50dBA（*）
  • V2G就绪（**） 

（*）初步数据有待验证

（**）V2G是指“车到电网”。这项技术可以将电动车辆电池的能量馈回能源系统。

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电动车辆变成太阳能的缓冲储能器：英飞凌和台达助力实现家庭双向充电

通过双向充电守护环境和钱包

电动交通出行必须从全局的角度看待，以确保它能够为减碳做出尽可能多的贡献：这涉及整条能源供应链——从绿色发电和输电，到高效用电和智能储能。此外，电力存储系统是补偿可再生能源波动，以稳定电网的关键一环。

双向充电是一项大有可为的创新技术。其工作原理如下：以屋主为例，屋主可以先将光伏系统的太阳能储存到电动车辆和家用电池中，然后再将其馈回家庭电网，用于在夜间，或需要电力但天气不好时，为家电供电。假设单户住宅每天平均耗电10-15千瓦时，那么容量为30-100千瓦时的电动车辆电池，在充满电时，理论上可以作为备用电源解决方案过渡几天。因此，屋主就可以获得低成本的电力，以及更多的供电独立性。

双向充电三合一系统

英飞凌的双向充电解决方案使电动车辆驾驶员可以在家进行低成本太阳能充电，同时将车辆用作缓冲储能系统。为此，英飞凌与台湾领先的电源和能源管理解决方案供应商台达电子，携手开发了一套三合一系统。该系统集太阳能装置、家庭储能系统和充电站于一体。借助双向逆变器，电动车辆现在也变成了一个缓冲储能系统，或家庭的备用电源。未来，双向电流技术还将进一步实现车对家（V2H）和车对电网（V2G）解决方案。

复合材料SiC将电能转换的损耗减半

Delta的新系统输出功率约为10 kW，最大持续电流可达34 A，峰值效率达97.5%以上。由碳化硅（SiC）制成的英飞凌节能功率半导体元器件被用于提高功率密度。与硅基半导体相比，复合材料SiC在转换电能时将能量损失减少了一半左右，并将充电站的尺寸缩小了约30%。SiC技术提高了光伏系统的效率，缩短了快速充电站和壁挂式充电盒的充电时间，并将电动车辆的续航里程增加了5%-10%。