小引

跟着电动汽车产业的快速发展，车载充电机（On-Board Charger，OBC）算作电动汽车的中枢组件之一，其热切性日益突显。OBC不仅是聚拢电动汽车与外部电源的桥梁，还凯旋决定了车辆的充电成果、电板寿命以及合座使用体验。

连年来，碳化硅（SiC）功率器件凭借其超卓的电气性能和出色的热强健性，逐步成为车载充电机限制的工夫焦点。它不仅普及了充电成果，还为电动汽车的快速充电和高压平台发展提供了强有劲的补助。

本文将深刻接头车载充电机的基情愿趣和工夫发展趋势，并聚焦碳化硅功率器件在OBC中的诈欺，揭示其怎样激动电动汽车行业的更动。

01 什么是车载充电机？

车载充电机（OBC）是电动汽车中的要道部件，认真将外部输入的疏浚电（AC）改变为直流电（DC），为能源电板充电。除了电能改变，OBC还具备多种保护机制，约略精确限制充电参数，延迟电板寿命，并通过高效改变工夫普及充电成果。

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此外，OBC还能妥当万般化的充电需求，匡助电动汽车更好地融入不同的使用场景。

02 传统车载充电机使用什么类型的功率器件？

在传统的车载充电机中，硅基（Si）功率半导体器件上演了热切扮装。具体来说有两种：

· IGBT（绝缘栅双极型晶体管）：平素诈欺于11kW及以下功率品级的OBC中，主要用于功率改变的中枢部分。

· 硅基MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）：多用于低压、高频电路部分。

然则，传统硅基器件在高频责任时存在成果和功率密度的局限性，限制了车载充电机性能的进一步普及。

03 车载充电机的功率发展趋势

跟着电动汽车对充电速率和成果的需求不休普及，OBC的功率品级也在渐渐升级。以下是OBC功率发展的主要阶段和往常场地：

6kW OBC：基础充电 诈欺场景：早期电动汽车，得方丈庭充电。 充电时代：8-10小时充满电。 特质：资本低，结构浅显，得当初学级车型。 11kW OBC：主流剿袭 诈欺场景：家庭和人人充电桩，适用于中高端电动汽车。 充电时代：4-6小时充满电。 特质：性能和资本均衡，清闲日常充电需求。 22kW OBC：高功率快充 诈欺场景：高性能电动汽车，适用于快充站。 充电时代：2-3小时充满电。 特质：采用碳化硅器件，成果更高，体积更小，补助快速充电。 30kW及以上OBC：往常超快充电 诈欺场景：800V高压平台，补助超快充电（如10分钟充至80%）。 特质：依赖碳化硅器件，齐备高成果和高可靠性，指标是将充电时代裁减至与传统燃油车加油相称。 往常趋势：双向充电与智能化 双向充电：补助车辆到电网（V2G）能量交互。 智能化：与电板管制、热管制深度集成，齐备智能充电和能量优化。

▲OBC功率发展趋势

04 为什么碳化硅功率器件逐步成为车载充电机的主流剿袭？

“穷则变，变则通，通则久。”

跟着电动汽车对充电成果和速率的条款不休提高，传统硅基器件的局限性逐步表现。碳化硅功率器件凭借其独到的物理本性，成为车载充电机限制的新宠。

碳化硅的物理上风 高耐压才调：碳化硅的临界电场强度高达2.2×10⁶ V/cm，远高于硅材料。 耐高温：碳化硅的熔点高达300°C，得当高温环境下的责任。 优异的散热性能：碳化硅的热导率为4.9 W/cmK，约略有用散热，减少器件过炎风险。

▲碳化硅的物理上风

碳化硅与硅基器件的对比 硅MOSFET的局限性：硅MOSFET在一语气导通方式下会产生高功率损耗，限制了其在高功率诈欺中的使用。而碳化硅MOSFET约略在一语气导通方式下高效运行，权臣责难损耗。 IGBT的局限性：IGBT的开关频率较低，导致磁性元件和无源组件的体积和分量加多。碳化硅功率器件的高开关频率则能大幅减少这些组件的尺寸和分量。

▲碳化硅功率器件的上风

恰是这些上风，使得碳化硅功率器件在车载充电机限制越来越受到爱重。

05 跟着电动汽车向800V甚而更高压平台发展，碳化硅基OBC具有何如的权臣上风？ 更高的成果 低导通电阻：碳化硅器件在高压平台下具有更低的导通电阻，减少了电能损耗，普及了充电成果。快速开关本性 快速开关本性：碳化硅器件的开关速率比硅基器件快得多，约略责难开关经由中的能量失掉。 更高的功率密度 高频责任才调：碳化硅器件的高频责任才调使得OBC不错使用更小尺寸的磁性元件，从而减小合座体积，提高功率密度。高耐压才调 高耐压才调：碳化硅的高击穿电场强度使其约略承受更高的电压，补助更紧凑的联想。 更好的可靠性和强健性 出色的热性能：碳化硅的高热导率使其在高温环境下仍能保捏强健性能，减少故障风险。 耐高压本性：碳化硅器件约略松驰叮嘱高压环境，确保OBC在高压平台下永远可靠运行。 更好地妥当新的充电需求 补助大功率快充：碳化硅基OBC约略高效处理高功率充电需求，清闲用户对快速充电的期许。 双向充电功能优化：碳化硅器件约略高效齐备电能的双向流动，补助车辆到电网（V2G）等新式充电方式。

▲双向OBC补助新式车联网的案例

06 双向OBC怎样妥当不同充电场景并保证充电安全？

双向OBC常常采用两级架构：

· 前级：功率因数更动（PFC）模块：用于提高输入功率因数并扼制高次谐波。

· 后级：DC-DC改变器（LLC模块）：用于清闲电板充电的电流电压条款，并齐备电气箝制。

通过休养输出电压，双向OBC约略妥当不同的充电场景，确保充电安全。举例，在电网充电方式下，OBC将疏浚电改变成直流电为电板充电；在车辆到电网（V2G）方式下，OBC将电板的直流电逆酿成疏浚电响应到电网。

▲双向OBC前后两级架构

07 双向OBC剿袭碳化硅进行大功率联想的意旨？

在800V架构下的双向OBC联想中，碳化硅功率器件展现出权臣上风：

高成果：碳化硅MOSFET约略权臣责难导通和开关损耗，普及合座成果。 高功率密度：碳化硅器件的高频责任才调使得OBC不错使用更小尺寸的磁性元件，减小体积和分量。 简化热管制：碳化硅的低功耗本性简化了热管制联想，责难了系统复杂性。

▲碳化硅基22kW双向OBC

08 爱仕特有哪些居品适用于大功率双向OBC？

算作碳化硅功率器件及诈欺有打算引颈者，爱仕特推出了适用于大功率双向OBC的MT4系列和MT7系列碳化硅MOSFET。这些居品不仅具备超卓的性能，还在双向充电工夫上齐备了要紧箝制。

▲爱仕特碳化硅功率改变贬责有打算

MT4系列(TO247-4)碳化硅MOSFET

· 低导通电阻：适用于高压、大电流环境，权臣责难功率损耗。

· 高可靠性：在高温、高湿度等复杂环境下仍能保捏强健性能。

▲爱仕特MT4系列碳化硅MOSFET先容

MT7系列(TO263-7)碳化硅MOSFET

· 快速开关：补助高效的双向能量改变，减少开关损耗。

· 优化散热：细致的热导率确保器件在高负荷下强健运行。

▲爱仕特MT7系列碳化硅MOSFET先容

09 结语

碳化硅功率器件凭借其超卓的性能，正在激动车载充电机工夫的更动。跟着电动汽车向高压平台和双向充电场地发展，碳化硅基OBC将成为未回电动汽车充电系统的中枢。爱仕特算作碳化硅工夫的引颈者，将不时力图于于为行业提供高效、可靠的贬责有打算，助力电动汽车产业的快速发展。

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发布于：广东省