Tumpukan pengisian daya bertegangan tinggi memecahkan masalah kecepatan pengisian + kecemasan jarak tempuh. Diperkirakan kebutuhan SiC pada tahun 2025 sekitar 330.000 buah

Metode pengisian tumpukan pengisian terutama dibagi menjadi pengisian AC dan pengisian DC. (1) Inti dari tumpukan pengisi daya AC adalah soket dengan kontrol, yang terutama mencakup ammeter AC, papan kontrol, layar tampilan, kenop berhenti darurat, kontaktor AC, kabel pengisi daya, dan struktur lainnya. Perbaikan transformator hampir tidak melibatkan perangkat listrik. (2) Struktur tiang pengisi daya DC lebih kompleks, termasuk modul pengisian daya, pengontrol utama, modul deteksi insulasi, modul komunikasi, relai utama, dan bagian lainnya. Diantaranya, modul pengisian daya, juga dikenal sebagai modul daya, merupakan komponen inti dengan ambang batas teknis dalam industri tumpukan pengisian daya, yang menyumbang sekitar 50% dari total biaya tumpukan pengisian daya. Saat ini, konsumen paling tertarik dengan mode pengisian cepat DC, namun tumpukan pengisian daya dalam mode pengisian cepat DC memerlukan daya pengisian yang sangat besar dan efisiensi pengisian yang sangat tinggi, yang perlu diwujudkan melalui tegangan tinggi.

Modul pengisian daya adalah komponen inti dari tumpukan pengisian DC. Tumpukan pengisian daya biasanya dibentuk dengan menghubungkan beberapa modul pengisian daya secara paralel. Misalnya, tumpukan pengisian daya 120kW dapat terdiri dari delapan modul pengisian daya 15kW, atau empat modul pengisian daya 30kW. Semakin besar daya keluaran dari satu modul pengisian daya, semakin tinggi kepadatan daya, yang secara efektif dapat mengoptimalkan ruang di tumpukan. Komponen modul pengisian daya meliputi perangkat daya semikonduktor, sirkuit terpadu, komponen magnetik, PCB, kapasitor, kipas sasis, dll. Diantaranya, biaya perangkat daya semikonduktor menyumbang sekitar 30% dari total biaya modul pengisian daya, yaitu adalah komponen kunci dari modul pengisian daya dan perangkat elektronik. Inti dari konversi daya dan kontrol sirkuit di Tiongkok.

Bagian utama dimana SiC saat ini diterapkan pada tiang pengisi daya adalah perangkat daya pada modul pengisi daya, terutama konverter AC/DC dan konverter DC-DC. Menurut data Wolfspeed, modul tumpukan pengisian daya 25kW membutuhkan sekitar 16-20 tabung tunggal MOSFET silikon karbida 1200V. Modul tumpukan pengisian daya 15kW utama di pasaran umumnya menggunakan 4 atau 8 MOSFET silikon karbida, dan jumlah spesifiknya bergantung pada nilai resistansi dan arus keluaran perangkat yang dipilih. Masalah mendesak yang harus dipecahkan dalam industri kendaraan energi baru adalah “kecemasan jarak tempuh”. Untuk meningkatkan kecepatan pengisian, daya keluaran tumpukan pengisian perlu ditingkatkan, dan tegangan atau arus pengisian perlu ditingkatkan. Menurut data Wolfspeed, tumpukan pengisian cepat arus utama komersial di negara saya memiliki daya 100-150KW, dan kendaraan listrik memerlukan waktu 40-27 menit untuk mengisi daya pada jarak tempuh 400KM. Jika tumpukan pengisian daya mengadopsi sistem pengisian cepat berdaya tinggi 350KW, waktu pengisian yang diperlukan untuk jarak tempuh 400KM dapat dipersingkat menjadi 12-15 menit. Peningkatan daya pengisian dapat dicapai dengan meningkatkan arus atau tegangan. Namun, jika daya pengisian ditingkatkan dengan meningkatkan arus, banyak masalah yang akan timbul. Oleh karena itu, meningkatkan voltase untuk mencapai pengisian cepat berdaya tinggi telah menjadi pilihan utama industri.

Untuk meningkatkan kecepatan pengisian kendaraan listrik dan mengurangi kekhawatiran akan jarak tempuh, semakin banyak OEM yang menerapkan platform tegangan tinggi 800V. Sistem tegangan tinggi 800V biasanya mengacu pada sistem yang rentang tegangan sistem kelistrikan tegangan tinggi seluruh kendaraan mencapai 550-930V, secara kolektif disebut sebagai sistem 800V. Porsche Taycan adalah model platform tegangan tinggi 800V yang diproduksi secara massal pertama di dunia, dan telah meningkatkan daya pengisian maksimum hingga 350KW. Selain itu, Audi e-tronGT, Hyundai Ioniq5, dan Kia EV6 semuanya menggunakan platform tegangan tinggi 800V. Pada saat yang sama, perusahaan mobil dalam negeri juga beralih ke platform tegangan tinggi 800V. Pada tahun 2021, BYD, Geely, Jihu, GAC, Xiaopeng, dll. berturut-turut akan merilis model yang dilengkapi platform 800V.

Untuk tumpukan pengisian cepat DC, meningkatkan tegangan pengisian menjadi 800V akan sangat meningkatkan permintaan perangkat daya SiC dalam tumpukan pengisian daya. Pasalnya penggunaan modul SiC dapat meningkatkan daya modul pengisian hingga lebih dari 60KW, sedangkan desain tabung tunggal MOSFET/IGBT masih pada level 15-30kW. Pada saat yang sama, dibandingkan dengan perangkat listrik berbasis silikon, perangkat listrik SiC dapat mengurangi jumlah modul secara signifikan. Oleh karena itu, keunggulan SiC dalam ukuran kecil memiliki keunggulan unik dalam skenario penerapan stasiun pengisian daya tinggi perkotaan dan tiang pengisian daya. Dengan meningkatnya permintaan supercharging dan pengisian cepat, modul SiC lengkap mulai banyak digunakan dalam tumpukan pengisian daya. Menurut parameter situs web resmi berbagai perusahaan, sebagian besar tumpukan pengisi daya berkinerja tinggi dengan arsitektur 800V menggunakan modul SiC lengkap. Saat ini, tingkat penetrasi SiC pada tiang pengisi daya tidak tinggi. Mengambil contoh tiang pengisi daya DC, menurut perhitungan CASA, rata-rata tingkat penetrasi perangkat listrik SiC pada tiang pengisi daya kendaraan listrik hanya mencapai 10% pada tahun 2018. Namun, dengan munculnya era tegangan 800V, tingkat penetrasi SiC akan meningkat. terus meningkat. China Charging Alliance memperkirakan bahwa pada tahun 2025, tingkat penetrasi SiC di industri tiang pengisian daya Tiongkok akan mencapai 35%.