高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

引言:英飞凌等多家企业同时展出采用了SiC模块的充电器产品,俨然已经形成了比拼大战。

近年,SiC功率器件正在加速其在电动汽车充电器领域的应用趋势。在前段时间的功率器件展PCIM Europe 2018(2018年6月5~7日在德国纽伦堡举行)上,这一趋势再次得到印证,多家厂商推出了面向HEV/EV等电动汽车充电器的SiC功率器件产品。

全球最大的功率器件厂商英飞凌科技公司,进一步扩充了其搭载SiC MOSFET的模组产品数量,推出了类似可同时对2台以上电动汽车同时充电、功率超过300kW的高功率充电器。

一般情况下要实现300kW功率时,采用Si功率器件,输出功率为15kW的功率转换器单元需要用到20个。此外,该转换器单元通常由分立部件组成,单元尺寸大至19inch宽×3 HU(高度单位)高×800mm深。这种模块单元虽然还可以再增加20k~30kW的输出,但小型化的难度很大。

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图1:采用SiC MOSFET的模块产品。适用于高功率充电器。

但是,如果采用损耗小的SiC模块的话,单个功率可提高至60kW,5个模块即可实现300kW,而且单个模块的尺寸仅有19inch宽×2HU高×800mm深,进一步实现了小型化。因此,英飞凌工业电源控制部首席应用工程师Martin Schulz先生表示,300千瓦级充电器的尺寸将可以“大幅减小”。

英飞凌认为,随着电动汽车续航里程的增加,充电器所需的输出功率将在未来五年内逐步从传统的50kW增加到150kW,350kW。对于350 kW功率输出时,电压达到1000 V,电流达到350 A。

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图2:英飞凌的Schulz先生

三菱电机的附属公司Vincotech展出SiC充电器

三菱电机旗下的德国公司Vincotech也将SiC功率器件应用在充电器上作为了其产品应用的一大目标。该公司在太阳能发电系统的功率调节器,特别是小容量产品的电源模块方面具有很大优势。因此,这家公司期待通过用于充电器的SiC模块以开发与功率控制市场不同的市场。

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图3:Vincotech的展台,SiC摆放在最前面

每年PCIM欧洲展会上,Vincotech都是独立展位进行产品展示。此前的展会上,仅有三菱电机会展出SIC相关产品,而Vincotech今天是第一次单独展出SiC产品,并且还将展品放置在了展台最前方,可见其重视程度。Vincotech展台最引人注目的位置,放置了一台瑞士ABB的充电器。而这款充电器采用的正是Vincotech的SiC产品。

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图4:使用Vincotech SiC产品的ABB充电器

SiC产品实际应用比拼大战

像Vincotec一样,展出自家的SiC产品的同时,为吸引观众同时展出采用了SiC模块的充电器产品的公司也很多,俨然已经形成了比拼大战。

例如,Rohm展示了挪威ZAPTEC的便携式充电器,该充电器采用了Rohm公司的SiC MOSFET。 ZAPTEC定位为具有电源转换功能的充电电缆,已经面向法国雷诺的电动车“ZOE”进行销售。

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图5:ZAPTEC的便携式充电器在ROHM的展位上展出

意法半导体(STMicroelectronics)则展出了采用该公司SiC模块的德国innolectric车载充电器产品。除了SiC之外,从事GaN功率器件的公司也将目标放在了充电器产品之上。例如,加拿大GaN Systems公司,就展出了与德国HELLA共同开发的车载充电器产品。

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图6:Innolectric车载充电器产品在ST Micro展台展出

高功率EV充电器小型化的关键:SiC功率器件应用加速

图7:由GaN Systems与HELLA共同开发的车载充电器


分享到:


相關文章: