高電圧充電パイルは充電速度+走行距離の不安の問題を解決します。 2025年のSiC需要は約33万個と推計

充電パイルの充電方法は主にAC充電とDC充電に分けられます。 （1）AC充電パイルの本質は制御付きソケットであり、主にAC電流計、制御盤、表示画面、非常停止ノブ、AC接触器、充電ケーブルおよびその他の構造が含まれます。変圧器の整流にはパワーデバイスはほとんど関与しません。 (2) DC 充電パイルの構造は、充電モジュール、メインコントローラー、絶縁検出モジュール、通信モジュール、メインリレー、その他の部品を含む、より複雑です。その中でも、パワーモジュールとしても知られる充電モジュールは、充電パイル業界の技術的限界を備えたコアコンポーネントであり、充電パイルの総コストの約50％を占めています。現在、消費者はDC急速充電モードに最も関心を持っていますが、DC急速充電モードの充電パイルは非常に大きな充電電力と非常に高い充電効率を必要とし、これを高電圧で実現する必要があります。

充電モジュールは、DC 充電パイルのコア コンポーネントです。充電パイルは通常、複数の充電モジュールを並列に接続することによって形成されます。たとえば、120kW の充電パイルは、8 つの 15kW 充電モジュール、または 4 つの 30kW 充電モジュールで構成できます。単一の充電モジュールの出力電力が大きいほど、電力密度が高くなり、パイル内のスペースを効果的に最適化できます。充電モジュールのコンポーネントには、半導体パワーデバイス、集積回路、磁気部品、PCB、コンデンサ、シャーシファンなどが含まれます。このうち、半導体パワーデバイスのコストは充電モジュールの総コストの約30%を占めます。充電モジュールおよび電子機器の重要なコンポーネントです。中国における電力変換と回路制御の中核。

現在、SiC が充電パイルに適用されている主な部分は、充電モジュール内の電源デバイス、特に AC/DC コンバーターと DC-DC コンバーターです。 Wolfspeed のデータによると、25kW の充電パイル モジュールには約 16 ～ 20 本の 1200V 炭化ケイ素 MOSFET 単管が必要です。市場で主流の 15kW 充電パイル モジュールは通常 4 個または 8 個の炭化ケイ素 MOSFET を使用しており、具体的な数は選択したデバイスのオン抵抗値と出力電流によって異なります。新エネルギー車業界で解決すべき喫緊の課題は「燃費不安」である。充電速度を上げるには、充電パイルの出力電力を増加し、充電電圧または充電電流を増加する必要があります。 Wolfspeed のデータによると、私の国で現在市販されている主流の急速充電器の出力は 100 ～ 150KW で、電気自動車が 400KM の走行距離を充電するには 40 ～ 27 分かかります。充電パイルが350KWの高出力急速充電システムを採用した場合、走行距離400KMに必要な充電時間は12～15分に大幅に短縮されます。充電電力を増加するには、電流または電圧を増加します。しかし、電流を増やして充電電力を大きくすると、多くの問題が発生します。したがって、電圧を高めて高出力の急速充電を実現することが業界の最も重要な選択肢となっています。

電気自動車の充電速度を上げ、走行距離の不安を軽減するために、800V 高電圧プラットフォームを導入する OEM が増えています。 800V高電圧システムとは、通常、車両全体の高電圧電気系統の電圧範囲が550～930Vに達するシステムを指し、総称して800Vシステムと呼ばれます。ポルシェ タイカンは世界初の量産800V高電圧プラットフォームモデルで、最大充電電力が350KWに増加しました。さらに、Audi e-tronGT、Hyundai Ioniq5、Kia EV6 はすべて 800V 高電圧プラットフォームを使用しています。同時に、国内の自動車会社も 800V の高電圧プラットフォームへの移行を進めています。 2021年にはBYD、Geely、Jihu、GAC、Xiaopengなどが800Vプラットフォームを搭載したモデルを順次発売する予定だ。

DC 急速充電パイルの場合、充電電圧を 800V にアップグレードすると、充電パイルにおける SiC パワー デバイスの需要が大幅に増加します。その理由は、MOSFET/IGBT 単管の設計がまだ 15 ～ 30kW のレベルである一方で、SiC モジュールの使用により充電モジュールの電力を 60KW 以上に増加できるためです。同時に、シリコンベースのパワーデバイスと比較して、SiC パワーデバイスはモジュール数を大幅に削減できます。したがって、SiC の小型サイズの利点は、都市部の高出力充電ステーションや充電スタンドのアプリケーション シナリオにおいて独特の利点をもたらします。過給および急速充電の需要の増加に伴い、フル SiC モジュールが充電パイルで広く使用され始めています。さまざまな企業の公式 Web サイトのパラメータによると、800V アーキテクチャの高性能充電パイルのほとんどはフル SiC モジュールを使用しています。現時点では、装入杭における SiC の普及率は高くありません。 DC充電杭を例にとると、CASAの計算によれば、電気自動車充電杭におけるSiCパワーデバイスの平均普及率は、2018年時点で10%に達したにすぎません。しかし、800V電圧時代の到来により、SiCの普及率は今後も高まるでしょう。上昇し続けます。中国充電同盟は、2025 年までに中国の充電杭業界における SiC の普及率が 35% に達すると予測しています。