引言隨著電動汽車產業的快速發展，車載充電機（On-Board Charger，OBC）作為電動汽車的核心組件之一，其重要性日益凸顯。OBC不僅是連接電動汽車與外部電源的橋梁，還直接決定了車輛的充電效率、電池壽命以及整體使用體驗。近年來，碳化硅（SiC）功率器件憑借其卓越的電氣性能和出色的熱穩定性，逐漸成為車載充電機領域的技術焦點。它不僅提升了充電效率，還為電動汽車的快速充電和高壓平臺發展提供了強有力的支持。本文將深入探討車載充電機的基本原理和技術發展趨勢，并聚焦碳化硅功率器件在OBC中的應用，揭示其如何推動電動汽車行業的革新。01什么是車載充電機？車載充電機（OBC）是電動汽車中的關鍵部件，負責將外部輸入的交流電（AC）轉換為直流電（DC），為動力電池充電。除了電能轉換，OBC還具備多種保護機制，能夠精準控制充電參數，延長電池壽命，并通過高效轉換技術提升充電效率。此外，OBC還能適應多樣化的充電需求，幫助電動汽車更好地融入不同的使用場景。02傳統車載充電機使用什么類型的功率器件？在傳統的車載充電機中，硅基（Si）功率半導體器件扮演了重要角色。具體來說有兩種：IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）：廣泛應用于11kW及以下功率等級的OBC中，主要用于功率轉換的核心部分。硅基MOSFET（金屬氧化物半導體場效應晶體管）：多用于低壓、高頻電路部分。然而，傳統硅基器件在高頻工作時存在效率和功率密度的局限性，限制了車載充電機性能的進一步提升。3車載充電機的功率發展趨勢隨著電動汽車對充電速度和效率的需求不斷提升，OBC的功率等級也在逐步升級。以下是OBC功率發展的主要階段和未來方向：1. 6kW OBC：基礎充電· 應用場景：早期電動汽車，適合家庭充電。· 充電時間：8-10小時充滿電。· 特點：成本低，結構簡單，適合入門級車型。2. 11kW OBC：主流選擇· 應用場景：家庭和公共充電樁，適用于中高端電動汽車。· 充電時間：4-6小時充滿電。· 特點：性能和成本平衡，滿足日常充電需求。3. 22kW OBC：高功率快充· 應用場景：高性能電動汽車，適用于快充站。· 充電時間：2-3小時充滿電。· 特點：采用碳化硅器件，效率更高，體積更小，支持快速充電。4. 30kW及以上OBC：未來超快充電· 應用場景：800V高壓平臺，支持超快充電（如10分鐘充至80%）。· 特點：依賴碳化硅器件，實現高效率和高可靠性，目標是將充電時間縮短至與傳統燃油車加油相當。5. 未來趨勢：雙向充電與智能化· 雙向充電：支持車輛到電網（V2G）能量交互。· 智能化：與電池管理、熱管理深度集成，實現智能充電和能量優化。
04 為什么碳化硅功率器件逐漸成為車載充電機的主流選擇？ “窮則變，變則通，通則久。” 隨著電動汽車對充電效率和速度的要求不斷提高，傳統硅基器件的局限性逐漸暴露。碳化硅功率器件憑借其獨特的物理特性，成為車載充電機領域的新寵。 1. 碳化硅的物理優勢：· 高耐壓能力：碳化硅的臨界電場強度高達2.2×10⁶ V/cm，遠高于硅材料。 · 耐高溫：碳化硅的熔點高達300°C，適合高溫環境下的工作。 · 優異的散熱性能：碳化硅的熱導率為4.9 W/cmK，能夠有效散熱，減少器件過熱風險。 08愛仕特有哪些產品適用于大功率雙向OBC？作為碳化硅功率器件及應用方案引領者，愛仕特推出了適用于大功率雙向OBC的MT4系列和MT7系列碳化硅MOSFET。這些產品不僅具備卓越的性能，還在雙向充電技術上實現了重大突破。 1. MT4系列(TO247-4)碳化硅MOSFET· 低導通電阻：適用于高壓、大電流環境，顯著降低功率損耗。· 高可靠性：在高溫、高濕度等復雜環境下仍能保持穩定性能。 2. MT7系列(TO263-7)碳化硅MOSFET· 快速開關：支持高效的雙向能量轉換，減少開關損耗。· 優化散熱：良好的熱導率確保器件在高負荷下穩定運行 09結語碳化硅功率器件憑借其卓越的性能，正在推動車載充電機技術的革新。隨著電動汽車向高壓平臺和雙向充電方向發展，碳化硅基OBC將成為未來電動汽車充電系統的核心。愛仕特作為碳化硅技術的引領者，將繼續致力于為行業提供高效、可靠的解決方案，助力電動汽車產業的快速發展。 |
