Vysokonapěťové nabíjecí hromady řeší problém rychlosti nabíjení + úzkosti z ujetých kilometrů. Odhaduje se, že poptávka po SiC v roce 2025 bude asi 330 000 kusů

Způsoby nabíjení nabíjecích hromad se dělí hlavně na AC nabíjení a DC nabíjení. (1) Podstatou nabíjecí hromady střídavého proudu je zásuvka s ovládáním, která zahrnuje především střídavý ampérmetr, ovládací desku, obrazovku, knoflík nouzového zastavení, střídavý stykač, nabíjecí kabel a další struktury. Usměrnění transformátoru téměř nezahrnuje výkonová zařízení. (2) Struktura stejnosměrných nabíjecích pilot je složitější, včetně nabíjecích modulů, hlavních ovladačů, modulů detekce izolace, komunikačních modulů, hlavních relé a dalších částí. Mezi nimi nabíjecí moduly, známé také jako výkonové moduly, jsou základní komponenty s technickými limity v průmyslu nabíjecích pilot, které představují asi 50 % celkových nákladů na nabíjecí piloty. V současné době mají spotřebitelé největší zájem o režim rychlého nabíjení DC, ale nabíjecí hromady v režimu rychlého nabíjení DC vyžadují velmi velký nabíjecí výkon a velmi vysokou účinnost nabíjení, které je třeba realizovat vysokým napětím.

Nabíjecí modul je hlavní součástí stejnosměrného nabíjecího zásobníku. Nabíjecí hromádka se obvykle vytvoří paralelním připojením více nabíjecích modulů. Například 120kW nabíjecí hromada může být složena z osmi 15kW nabíjecích modulů nebo čtyř 30kW nabíjecích modulů. Čím větší je výstupní výkon jednoho nabíjecího modulu, tím vyšší je hustota výkonu, což může efektivně optimalizovat prostor v hromadě. Komponenty nabíjecího modulu zahrnují polovodičová výkonová zařízení, integrované obvody, magnetické komponenty, desky plošných spojů, kondenzátory, ventilátory podvozku atd. Mezi nimi náklady na polovodičová výkonová zařízení tvoří asi 30 % celkových nákladů na nabíjecí modul, který je klíčovou součástí nabíjecího modulu a elektronického zařízení. Jádro přeměny energie a řízení obvodu v Číně.

Hlavní částí, kde se SiC v současnosti aplikuje na nabíjecí piloty, je napájecí zařízení v nabíjecím modulu, zejména AC/DC měnič a DC-DC měnič. Podle údajů Wolfspeed potřebuje 25kW nabíjecí modul asi 16-20 1200V MOSFET z karbidu křemíku. Hlavní 15kW nabíjecí moduly na trhu obecně používají 4 nebo 8 MOSFET z karbidu křemíku a konkrétní počet závisí na hodnotě odporu a výstupním proudu vybraného zařízení. Naléhavým problémem, který je třeba vyřešit v odvětví nových energetických vozidel, je „úzkost z najetých kilometrů“. Pro zvýšení rychlosti nabíjení je třeba zvýšit výstupní výkon nabíjecí hromady a zvýšit nabíjecí napětí nebo proud. Podle údajů společnosti Wolfspeed mají současné komerční běžné rychlonabíjecí baterie v mé zemi výkon 100–150 kW a elektrickému vozidlu trvá nabití 400 km najetých kilometrů 40–27 minut. Pokud nabíjecí hromada využívá 350kW vysoce výkonný systém rychlého nabíjení, doba nabíjení potřebná pro ujetých 400 km se může výrazně zkrátit na 12-15 minut. Zvýšení nabíjecího výkonu lze dosáhnout zvýšením proudu nebo napětí. Pokud se však nabíjecí výkon zvýší zvýšením proudu, dojde k mnoha problémům. Proto se zvýšení napětí pro dosažení vysokého výkonu rychlého nabíjení stalo v tomto odvětví tou nejlepší volbou.

S cílem zvýšit rychlost nabíjení elektrických vozidel a zmírnit obavy z najetých kilometrů stále více výrobců OEM nasazuje 800V vysokonapěťové platformy. 800V vysokonapěťová soustava obvykle označuje soustavu, jejíž rozsah napětí vysokonapěťové elektrické soustavy celého vozidla dosahuje 550-930V, souhrnně označovaný jako 800V soustava. Porsche Taycan je světově první sériově vyráběný model vysokonapěťové platformy 800 V a zvýšil maximální nabíjecí výkon na 350 kW. Audi e-tronGT, Hyundai Ioniq5 a Kia EV6 navíc všechny využívají vysokonapěťovou platformu 800V. K vysokonapěťové platformě 800V přitom směřují i ​​tuzemské automobilky. V roce 2021 BYD, Geely, Jihu, GAC, Xiaopeng atd. postupně uvolní modely vybavené 800V platformami.

U stejnosměrných rychlonabíjecích hromad, zvýšení nabíjecího napětí na 800 V výrazně zvýší poptávku po SiC napájecích zařízeních v nabíjecích hromadách. Důvodem je, že použitím SiC modulů lze zvýšit výkon nabíjecího modulu na více než 60KW, přičemž konstrukce MOSFET/IGBT single tube je stále na úrovni 15-30kW. Ve srovnání s napájecími zařízeními na bázi křemíku mohou napájecí zařízení SiC výrazně snížit počet modulů. Proto výhoda malé velikosti SiC má jedinečné výhody v aplikačních scénářích městských vysokovýkonných nabíjecích stanic a nabíjecích hromad. S rostoucí poptávkou po přeplňování a rychlém nabíjení se v nabíjecích hromadách začaly široce používat plné SiC moduly. Podle parametrů oficiálních stránek různých společností využívá většina vysoce výkonných nabíjecích pilotů s 800V architekturou plné SiC moduly. V současné době není míra penetrace SiC v nabíjecích hromadách vysoká. Vezmeme-li jako příklad stejnosměrné nabíjecí baterie, podle výpočtů CASA dosáhla průměrná míra penetrace napájecích zařízení SiC v nabíjecích hromadách pro elektromobily v roce 2018 pouze 10 %. S příchodem éry napětí 800 V však míra penetrace SiC vzroste nadále stoupat. China Charging Alliance předpovídá, že do roku 2025 dosáhne míra penetrace SiC v čínském průmyslu nabíjecích hromad 35 %.