40kW SiC 高效能直流電動車充電模組

隨著高壓快速充電需求的激增，SiC高效充電模組具有巨大的發展潛力。 繼保時捷於2019年9月全球首發800V高壓平台車型Taycan之後，各大電動車廠商也紛紛推出了支援800V高壓快充的車型，例如現代IONIQ、路特斯Eletre、比亞迪Dolphin、奧迪RS e-tron GT等。這些車型在兩年內均已交付或實現量產。 800V快充正在成為市場主流。 中信證券預測，到2025年，高壓快充車型數量將達到518萬輛，滲透率將從目前的略高於10%提升至34%。這將成為高壓快充市場成長的核心驅動力，上游企業可望從中直接受益。 根據公開訊息，充電模組是充電樁的核心部件，約佔充電樁總成本的50%；其中，半導體功率元件佔充電樁市場發展過程中的主要受益鏈。 目前，充電樁中使用的功率元件主要為IGBT和MOSFET，兩者均為矽基產品。隨著充電樁向直流快充發展，對功率元件提出了更高的要求。為了讓汽車充電速度堪比加油站加油，汽車製造商正在積極尋找能夠提高效率的材料，而碳化矽目前處於領先地位。碳化矽具有耐高溫、耐高壓、高功率等優點，可提高能量轉換效率並減少產品體積。 大多數電動車採用車載交流充電方案，充滿電需要數小時。利用高功率（例如30kW及以上）實現電動車快速充電，已成為充電樁佈局的下一個重要方向。 儘管高功率充電樁具有許多優勢，但也帶來了一些挑戰，例如：需要實現高功率高頻開關操作，以及轉換損耗產生的熱量。然而，碳化矽（SiC）MOSFET和二極體產品具有耐高壓、耐高溫和快速開關頻率等特性，非常適合應用於充電樁模組。與傳統的矽基元件相比，碳化矽模組可將充電樁的輸出功率提高近30%，並將損耗降低高達50%。同時，碳化矽元件還可以增強充電樁的穩定性。 對於充電樁而言，成本仍然是限制其發展的重要因素之一，因此充電樁的功率密度至關重要，而碳化矽元件是實現高功率密度的關鍵。作為一種高壓、高速、大電流裝置，碳化矽元件能夠簡化直流充電樁模組的電路結構，提高單位功率水平，並顯著提升功率密度，從而為降低充電樁系統成本鋪平道路。 從長期成本和使用效率的角度來看，採用 SiC 裝置的高功率充電樁將帶來巨大的市場機會。 根據中信證券的數據，目前碳化矽元件在新能源車充電樁的滲透率僅10%左右，也為高功率充電樁留下了廣闊的發展空間。 作為直流充電產業的領先供應商，美達電源研發並發表了功率密度最高的充電模組產品，這是首款採用獨立風道技術的IP65防護等級充電模組。憑藉強大的研發團隊和市場導向的理念，美達電源投入大量精力，成功研發出40kW SiC高效充電模組。此模組峰值效率高達97%以上，輸入電壓範圍超寬，從150VDC到1000VDC，幾乎符合全球所有輸入標準，同時顯著節能。隨著充電樁數量的快速增長，相信未來在對功率密度要求更高的充電樁中，SiC MOSFET以及美達電源40kW SiC充電模組的應用將會越來越廣泛。