隨著新能源汽車技術的快速發(fā)展，終端應用滲透率正迅速提高，在可預見的未來，整個新能車市場的規(guī)模將會持續(xù)擴大，邁向規(guī)?；⒏哔|量發(fā)展階段。充電樁作為新能源汽車產業(yè)鏈的重要一環(huán)，加快充電樁配套設施的建設和完善對于緩解補電焦慮，推動電動汽車更深層次的普及至關重要。為了適應用戶快速、安全的充電需求，提升充電樁的功率等級和效率是其發(fā)展的主流方向。

直流充電樁與電網連接，經過整流升壓后，輸出可調直流電給動力電池進行充電，具備調壓范圍寬、輸出功率高，充電速度快等特點，得到了廣泛應用，其整體結構框圖如圖1所示。功率部分由多個直流充電模塊并聯(lián)構成，隨著直流充電樁功率的持續(xù)提高，其充電模塊的功率等級亦隨之增大，從主流的20kW/30kW逐步提升至40kW/50kW及以上。其系統(tǒng)框圖如圖2所示。

圖1 直流充電樁結構框圖

資料來源：充電樁熱設計問題思考

圖2 直流充電樁系統(tǒng)框圖

直流充電模塊的功率回路由AC/DC、DC/DC兩部分組成。AC/DC部分連接電網側，用于整流和功率因素校正；DC/DC部分輸出可調直流電壓，滿足不同類型電池的充電需求。

圖3 直流充電模塊結構圖

圖4 直流充電模塊典型拓撲結構

隨著V2G、V2X等技術的發(fā)展，直流充電樁需要實現(xiàn)能量的雙向流動，助力新能源行業(yè)更高質量發(fā)展。典型的雙向拓撲結構如圖5所示，前后級均可使用1200V的功率器件。此應用中，高壓MOSFET將會展現(xiàn)出優(yōu)異的器件特性。

圖5 雙向直流充電模塊典型拓撲結構

針對直流充電樁領域，貝嶺可提供完整的芯片選型解決方案，覆蓋功率鏈和信號鏈等眾多產品，產品型號完善、性能優(yōu)異。貝嶺功率器件與積塔半導體深度融合，包含MOSFET、IGBT、等全系列產品，為高可靠直流充電模塊設計提供助力，具體選型如表1所示：

表1 功率器件選型列表

同時，貝嶺擁有較為完善的電源管理、信號鏈產品可供選擇，產品質量可靠、供應穩(wěn)定，具備專業(yè)的全流程技術支持及售后服務能力。選型參考如表2所示：

表2 充電樁芯片選型參考

自2020年，國家將充電樁納入新基建并大力發(fā)展，各類企業(yè)積極入局，現(xiàn)已進入行業(yè)發(fā)展關鍵期，將迎來爆發(fā)增長。預計到2030年，中國新能源汽車累計銷量將達到6420萬輛，《電動汽車充電基礎設施發(fā)展指南》中提到的建設目標是車樁比基本達到1:1，但目前的車樁比保持在3:1附近。充電樁仍存在較大的缺口，現(xiàn)保守估計2025年左右車樁比達到2:1左右，當前市場規(guī)模不足300億，根據目前對新能源汽車銷量的預測可大致計算出2025年充電樁市場規(guī)模將突破1035億元，發(fā)展前景巨大。

充電樁典型產品(圖1)及現(xiàn)在主流的連接方式C(圖2)如下所示。

圖1 充電樁產品圖

將電動汽車和交流電網連接時，充電樁使用帶有車輛插頭的活動電纜。配置符合國家標準的7芯交流充電插座，按照國家標準定義的電氣、尺寸安裝充電插座。采用樁帶插座的模式，也是目前行業(yè)上最流行，電纜獨立活動，提供用戶更方便的應用，可降低整機成本、易裝配。

圖2 充電樁連接方式C

以某款交流汽車充電樁為例，整機的框架結構如圖3所示。

圖3 交流充電樁框圖

主要由電氣模塊、計費及充電控制模塊、人機交互模塊、通訊模塊和后臺服務器五大部分組成。

經過多年的積累，上海貝嶺可提供一整套覆蓋接口、數(shù)字隔離、存儲、計量、電源管理、MOSFET的汽車交流充電樁解決方案。

上海貝嶺RS-485產品系列豐富，所有產品均滿足TIA/EIA-485-A標準，并有多款產品通過國家電網計量中心檢驗，產品針對電力行業(yè)應用的復雜性進行了專門設計，擁有多項專利。針對汽車交流充電樁，RS-485系列產品如表1所示。

表1 RS-485選型表

針對交流充電樁，上海貝嶺提供的EEPROM產品支持IIC、SPI多種接口，且封裝形式多樣，以滿足客戶的需求，產品如表2所示。

表2 存儲器選型表

針對汽車交流充電樁，上海貝嶺提供專業(yè)的單相和三相計量產品，有免校準和整機校準型，具有高精度和寬動態(tài)范圍的特點，型號如表3所示。

表3 計量選型表

電動汽車交流充電樁通常內置開關電源，上海貝嶺AC/DC產品線豐富，分為PSR和SSR，針對汽車交流充電樁，有成熟方案的AC/DC產品選型如表4所示。

表4 AC/DC選型表

開關電源輸出12V通過DC/DC和LDO降壓后給控制器供電，針對交流充電樁，上海貝嶺DC/DC產品(表5)和LDO產品(表6)如下所示。

表5 LDO選型表

表6 LDO選型表

開關電源部分，上海貝嶺可根據客戶的需求提供不同電壓等級和電流的高品質高壓平面 MOSFET，選型表如下(表7)所示。

表7 MOSFET選型表