新能源汽車充電樁的案例
IGBT晶圓在新能源汽車充電樁領域的應用
新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。新能源汽車包括四大類型混合動力電動汽車（HEV）、純電動汽車（BEV，包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車（FCEV）、其他新能源（如超級電容器、飛輪等高效儲能器）汽車等。
新能源電動汽車充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。新能源電動汽車充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。新能源電動汽車充電樁一般提供常規充電和快速充電兩種充電方式，人們可以使用特定的充電卡在充電樁提供的人機交互操作界面上刷卡使用，進行相應的充電方式、充電時間、費用數據打印等操作，新能源電動汽車充電樁顯示屏能顯示充電量、費用、充電時間等數據。
IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,采用IGBT進行功率變換,能夠提高用電效率和質量,具有高效節能和綠色環保的特點,是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術,被譽為綠色能源的“核芯”。
目前國內的晶閘管、晶圓片部分二極管、防護器件等仍以4寸線為主流；平面可控硅芯片、肖特基二極管、IGBT模塊配套用高電壓大通流整流芯片，低電容、低殘壓等保護器件芯片和部分MOSFET等以6寸線為主流。
電動汽車使用到IGBT的裝置主要有五項(包含逆變器、直流/交流電變流器、車載充電器、電力監控系統以及其他附屬系統)，其中，逆變器、直流/交流電變流器以及車載充電器對電動汽車性能表現影響最為關鍵；IGBT是影響電動車性能的關鍵技術，其成本占整車成本的5%左右。
展開 新能源汽車持續增長，新能源充電樁遍地開花
2023年2月6日，工信部裝備工業一司相關負責人就《關于組織開展公共領域車輛全面電動化先行區試點工作的通知》答記者問時表示，預計2023年新能源汽車產銷仍將保持較快增長態勢。
新能源汽車是全球汽車產業轉型升級的主要方向，也是我國實現二氧化碳減排目標和產業高質量發展的戰略選擇。在黨中央、國務院的堅強領導下，經過行業上下多年不懈努力，我國新能源汽車發展取得巨大成就，掌握了電池、電機、電控等核心技術，建立涵蓋基礎材料、零部件、制造裝備等全鏈條產業體系，形成完善的產業生態，為未來發展打下了堅實基礎。綜合前期開展的調研工作和有關各方意見，預計今年新能源汽車產銷仍將保持較快增長態勢。
新能源電動汽車充電樁其功能類似于加油站里面的加油機，可以固定在地面或墻壁，安裝于公共建筑（公共樓宇、商場、公共停車場等）和居民小區停車場或充電站內，可以根據不同的電壓等級為各種型號的電動汽車充電。新能源電動汽車充電樁的輸入端與交流電網直接連接，輸出端都裝有充電插頭用于為電動汽車充電。
IGBT是能源變換與傳輸的核心器件,俗稱電力電子裝置的“CPU”,采用IGBT進行功率變換,能夠提高用電效率和質量,具有高效節能和綠色環保的特點,是解決能源短缺問題和降低碳排放的關鍵支撐技術,被譽為綠色能源的“核芯”。
目前國內的晶閘管、晶圓片部分二極管、防護器件等仍以4寸線為主流；平面可控硅芯片、肖特基二極管、IGBT模塊配套用高電壓大通流整流芯片，低電容、低殘壓等保護器件芯片和部分MOSFET等以6寸線為主流。IGBT是影響電動車性能的關鍵技術，其成本占整車成本的5%左右。
展開 Ansys應用于新能源汽車充電樁行業工程仿真解決方案
“
隨著新能源汽車的普及，作為新能源汽車的標配，對于充電樁如何保證快速充電以及提高充電過程安全性可靠性一直是行業研究的重點
。
”
01
行業痛點
為提高充電速率，采用高頻變壓器，如何設計變壓器減小其損耗并降低其發熱。
合理的設計電磁鎖，保證安全性的同時減小動作時間，減小通電電流和線圈發熱帶來的安全隱患。
02
解決方案
針對電磁鎖及變壓器進行電磁仿真，通過仿真驅動設計，減少試制驗證帶來的損失。
針對安全性問題進行電磁-熱耦合仿真，對熱可靠性問題有更直觀的認識。
軟件功能：電磁場分析、流體和熱分析、結構強度分析等。
應用場景：新能源汽車充電樁，變壓器、電磁鎖、箱體散熱及結構安全等。
方案價值：實現仿真驅動設計，通過仿真輸出結果對前期方案設計可能帶來的結果有更加直觀的認識，減少后期驗證帶來的風險和損失。
展開 找樁難充電難 新能源車想要"電力十足"不容易!
新能源汽車：想要“電力十足”不容易
2018中國新能源汽車大數據研究報告顯示，截至2018年8月13日，新能源汽車國家監管平臺累計接入104.76萬輛新能源汽車，我國已成全球最大的電動汽車市場。
資料圖：新能源汽車。中新社發 富田 攝
一方面，是新能源汽車銷量持續增長，另一方面，消費者對新能源汽車顧慮重重。而“充電難”則是其中最突出的一環。
小區“落戶”難
2017年，北京的王先生購入一輛新能源汽車，原本以為解決了用車問題，沒想到充電成了一大難題。
按照北京市有關規定，擁有固定車位的居民，可在車位上安裝新能源汽車充電樁。買上充電樁準備在自家車位安裝時，王先生被小區物業叫停了。物業方給出的理由是小區屬老舊小區，電容不夠。
王先生介紹，小區內像他這樣有車卻沒處充電的業主不在少數。“想過從家里接一根電線下來充電，但家用電是220V，購買的SUV是380V，安全隱患太大。”為了充電，王先生不得不開著車去離家兩三公里外的公共充電樁充電，“一充就得6~8個小時，車輛使用率大打折扣”。
采訪中，記者注意到，私人充電樁難以“落戶”成為許多家住老舊小區車主的共同煩惱。有些小區因安裝了兩層機械車位，按照規定不能安裝充電樁；有些小區物業，則擔心引發火災而拒絕車主安裝充電樁；即使有小區放開限制，車主安裝充電樁也是先到先得，名額有限。
公共場合找樁難
在自家小區車沒充上電，尚可選擇其他方式出行；可車開著在路上，要是沒電了，就真是人在窘途了。2016年初購置了一輛新能源汽車后，北京市民卓祺就遇上過幾回這種情況。
一次出行，卓祺錯誤估計了剩余里程，行駛到半路時發現里程數不足便到處尋找公共充電樁。
展開 
新能源汽車超級充電測試解決方案
1.行業背景
根據中國汽車工業協會發布的《2024新能源汽車消費洞察報告》，從2020年到2023年中國新能源車（含乘用車與商用車）滲透率從5.4%增長到31.6%，預計2024年接近40%；中科院院士歐陽明高也表示2024年我國新能源汽車銷量將達到1250萬輛，滲透率將有5~10個百分點的提升，預計2025年的滲透率將接近50%。電動汽車逐漸成為消費新選擇，但充電速度慢、續航里程短等補能焦慮仍是令不少消費者望而卻步的重要原因。
如何像燃油車一樣在短時間內續航超長里程成為眾多車企角逐的著力點。對此，一方面企業研發超級充電樁，采用直流充電接口，實現大功率充電、即插即充、V2G等新充電功能，縮短充電時間，緩解充電焦慮；另一方面車企研發整車全域800V高壓架構，如小鵬、蔚來、長城、理想等品牌推出800V高壓快充車型，基本達到充電10分鐘續航400公里的速度，實現超長續航。但除此之外，更重要的是實現電動汽車與充電樁之間的兼容。
2.測試必要性
新能源汽車與充電樁的兼容主要依賴于通信協議，從而完成插槍握手，目前市場上實行的通信協議標準主要有歐美推出的基于歐標充電協議ISO-15118的CCS標準，日本的CHAdeMO標準，以及我國推出的2015+、Chaoji充電標準。通信協議標準的多樣性使得新能源汽車實現超級充電面臨更高的壁壘，因此只有在汽車測試階段盡量模擬復雜的充電模式以及故障場景來測試車輛的充電反應，才能有效避免實際充電中不兼容現象的出現，從而為充電控制策略優化提供支撐。
展開 智芯研報 | 布局第三代半導體刻不容緩
據悉，在5G、新能源汽車、能源互聯網、軌道交通等下游應用領域快速發展帶動及國家政策大力扶持的驅動下，2020年，中國第三代半導體襯底材料市場繼續保持高速增長，市場規模達到9.97億元，同比增長26.8%。
預計未來三年，中國第三代半導體襯底材料市場規模仍將保持20%以上的平均增長速度，到2023年將突破20億元，達到20.01億元。
從產品結構來看，新能源汽車充電樁市場將成為第三代半導體SiC襯底材料市場增長的重要動力，預計到2023年，SiC襯底市場規模將達到11.75億元。
隨著快充產品的問世和5G的快速發展，GaN襯底材料作為快充核心材料和5G基站關鍵材料，在第三代半導體材料市場里的占比也將越來越大，預計到2023年GaN襯底市場規模將達到8.26億元。
從應用領域來看，第三代半導體材料市場產業化的突破口將是光電子領域的半導體照明產業。未來三年，第三代半導體材料市場份額擴展的關鍵驅動力仍主要來自LED市場的快速發展，因此光電領域仍為中國第三代半導體材料最大應用市場。
三條賽道把握市場先機
如今，第三代半導體材料已展現出極其重要的戰略性應用價值，對于企業而言，未來在布局的過程中，需要抓住主要市場，從而把握市場先機。
未來幾年，三條發展賽道值得重點關注。首先，把握“新基建”為第三代半導體材料帶來的新機遇，5G基建、新能源汽車充電樁、特高壓及軌道交通四大關鍵領域，將會給第三代半導體帶來更大的市場空間。
展開 新能源充電樁冷卻方式的對比分析
隨著新能源電動汽車的崛起，其配套的充電樁也隨之普及，尤其是快充樁功率密度高，散熱需求大，冷卻方案的選擇尤為重要。以上重點分析了充電樁風冷方式和液冷方式的優劣，供大家參考。
特斯拉發布新家用充電樁 可為其他品牌汽車充電
蓋世汽車訊 據外媒報道，特斯拉發布了全新的家用壁掛式電動汽車充電樁，與前代產品不同的是，新的設備并非只能給特斯拉電動汽車充電，全新的J1772第二代壁掛式充電樁可以兼容所有電動汽車。
（圖片來源：特斯拉）
就在一天前，該公司決定在歐洲向其他品牌的電動汽車開放其超級充電網絡。特斯拉在11月2日證實，將在荷蘭啟動一個試點項目，將其超級充電站開放給其他品牌的電動汽車。在此之前的一段時間里，特斯拉一直在醞釀向第三方品牌開放其充電網絡，現在開始，荷蘭的電動汽車車主將可以在試點項目規定的特斯拉超級充電站內充電。
除了開放其超級充電網絡之外，特斯拉還推出了一款全新的家用電動汽車充電樁，新的充電樁可以兼容市場上幾乎所有電動汽車。第二代家用充電樁的價格為415美元，可以提供高達40A或9.6千瓦的輸出功率。而且，第二代充電樁還符合30%的聯邦稅收抵免激勵條件，可以進一步降低消費者的購買成本。
目前特斯拉正在汽車領域內擴大自己的影響力，并且正在生產新的產品，以滿足全球消費者對電動汽車的需求。作為電動汽車行業的領先者，特斯拉有著較高的知名度，他們可以利用這一優勢推出更多的配件產品，幫助車主獲得更好的電動汽車使用體驗，而不是僅僅為客戶提供車輛。
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展開 干貨 | 電動汽車充電機 (OBC)車載電源與充電樁新技術
來源：電源研發聯盟
“第三代半導體”助力新能源汽車彎道超車
截至2022年一季度，我國新能源汽車保有量已累計突破1000萬輛，同時帶動了充電行業的快速發展。數據顯示，今年1-3月，充電基礎設施增量為49.2萬臺。其中公共充電基礎設施增量同比上漲96.5%，隨車配建充電設施增量同比上漲538.6%。當前在直流快充領域，隨著技術的不斷發展，電動汽車的充電市場也將大幅縮短。只需要10分鐘左右，就能充滿一臺容量為100kWh電動車的技術已經成熟，并在逐步落地過程中。
隨著直流充電樁技術的快速迭代，如今已經有更進一步的快充技術推出，快充技術已經逐步走向成熟，并已經在逐步落地的過程中。目前最先進的快充技術功率已經可以達到600KW，在電動汽車電池支持600KW功率充電的情況下，只需要 5-10 分鐘就可以充滿一輛容量為 100KWh的電動汽車。
在猛增的新能源汽車銷量背后，企業和用戶追求的依然是更加穩定的續航、更高效的補能基礎設施，以支撐新能源汽車不僅能跑得快，而且能跑的遠。
而在新能源汽車及直流充電樁技術快速發展的背后，是以碳化硅（SiC）為代表的第三代半導體材料的應用在發揮巨大作用。
第三代半導體指的是碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化物半導體（如氧化鋅ZnO）、III族氮化物（如氮化鋁AlN）、金剛石半導體等寬禁帶半導體材料。相較于第一代半導體材料（硅、鍺）與第二代半導體材料（砷化鎵、磷化銦），第三代半導體的內部結構穩定，具有許多非常優異的特性，如高擊穿電場、高熱導率、高溫穩定性、高功率、抗高壓、高電子飽和速率以及抗強輻射能力等優勢，能夠滿足5G通信、快充、新能源汽車主控電路等新興領域的需求。
展開 新能源車配套環境持續優化 公共充電樁建27.5萬個
近年來，我國新能源車產業體系不斷完善，配套環境持續優化。截至今年７月份，全國共建成公共充電樁２７．５萬個，同比增長５２％。
在天津舉行的２０１８中國汽車產業發展（泰達）國際論壇上獲悉。
我國新能源車產業發展已經從培育期進入成長期，在全球范圍內形成了一定的先發優勢。工業和信息化部裝備工業司副司長瞿國春說，在政策體系利好支持下，近５年來，我國新能源汽車年產銷年均復合增長率近１３０％，連續三年產銷量居世界第一。
與之相適應的是，新能源車配套環境持續優化，充電網絡建設穩步推進。目前，公共場所、居民小區、單位內部、高速公路等主要場所，充電樁的覆蓋率大幅提升。截至今年７月份，全國共建成公共充電樁２７．５萬個，同比增長了５２％，新用戶私人安裝率接近８０％，新能源汽車專用號牌已經在全國推廣使用。
隨著新能源汽車產業規模的不斷擴大發展，新能源汽車的溢出效應更加明顯，吸引了資本、人才、技術加速集聚，帶動了產業投資就業。據統計，２０１７年新能源汽車全產業鏈投資就超過了７０００億元，占整個汽車產業的投資新增投資額的５０％以上。
瞿國春表示，還應清晰地看到，我國新能源汽車產業發展基礎還不牢固，動力電池綜合性能仍需提升，“當前及今后一段時間，仍是我國新能源汽車產業爬坡過坎的關鍵時期。”
他說，接下來將完善扶持的政策體系，完善財稅優惠政策，倡導地方的優惠政策，從過去的鼓勵購買向鼓勵使用的環節轉變，加強新能源汽車的安全管理。
來源：新華網
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智芯文庫 | 新能源汽車引爆SiC器件大戰
為加快提升充換電基礎設施服務保障能力，支撐新能源汽車產業發展，助力實現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標，國家發改委、國家能源局于5月20日發布了《關于進一步提升充換電基礎設施服務保障能力的實施意見(征求意見稿)》。該文件發布后，當天充電樁板塊應聲上漲，市場對這個領域的敏感度可見一斑。
超萬億規模！
國內充電樁設備和服務市場
充電樁作為新能源車的重要基礎設施，不僅能夠為新能源汽車補充能源，也是車聯網信息流的重要接口。
據中國汽車工業協會統計數據，今年1-4月新能源汽車產銷75萬輛和73.2萬輛，同比分別增長2.6倍和2.5倍。截至今年3月，全國新能源汽車保有量
551萬輛
，占汽車總數的 1.92%。其中純電動汽車449萬輛，占總量的81.53%。
據規劃，2025年新能源汽車銷售占比將達到
20%
，純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領域用車全面電動化。
與之相伴而生的充電市場空間同樣十分龐大。從保有量來看，數據顯示，2019年全球各國公共充電樁統計中，中國51.6萬臺，歐盟25.5萬臺，美國7.2萬臺，日本3.2萬臺，全球年復合增長率達32%，
中國充電產業規模位居全球之首，總量占比超過全球半數。
展開 新能源汽車銷量超預期提升，用戶充電痛點復雜多樣，充電質量何時跟得上？
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“前段時間，我從河北回北京，途徑高速服務區想給車充電，但可能連續開車使電池溫度升高，電樁顯示充電電流一直在10A左右，導致充電極慢。”日前，純電動汽車車主饒亮（化名）告訴蓋世汽車，因為充電比較慢，服務區充電樁數量也不多，導致他后面等待充電的車開始排隊。
饒亮的充電經歷并非個例，十一國慶假期中，“充電一小時、排隊四小時”的話題沖上網絡熱搜，新能源汽車在補能環節的短板暴露無疑。
目前，我國新能源汽車保有量在快速提升，據公安部統計，截至今年9月，全國新能源汽車保有量達到678萬輛，其中純電動汽車保有量552萬輛，占新能源汽車總量的81.53%。從新注冊登記情況看，今年前三季度新能源汽車新注冊登記187.1萬輛，同比增長了178.49%。
新能源汽車注冊量在超預期增長，但充換電等補能環節顯然并未完全跟上。在新能源汽車持續增長的趨勢下，充電網絡如何支撐大規模電動汽車發展？充電質量又將如何提高？這對于車企、樁企、運營商等行業參與者來說越來越需要面對和重視。
電動汽車充電痛點復雜多樣
事實上，上述車主饒亮所遇到的僅是目前電動車車主諸多充電痛點之一。
展開 四部委發文：提升新能源汽車充電保障能力
近日，國家發展和改革委員會、國家能源局、工業和信息化部和財政部聯合下發關于《提升新能源汽車充電保障能力行動計劃》的通知。
《計劃》表示，力爭用3年時間大幅提升充電技術水平，提供充電設施產品質量，加快完善充電標準體系，全面優化充電設施布局。
《計劃》指出，雖然我國充電樁數量已經超過了60萬個，但當前新能源汽車的充電基礎設施依然面臨著建設落地難、運營效率低等問題。
其目標是力爭用3年時間，顯著增強充電網絡互聯互通能力，快速升級充電運營服務品質，進一步優化充電基礎設施發展環境和產業格局作為行動計劃目標。
值得一提的是，文件特別提到了充電標準化工作，表示要參與國際充電標準制定，推動我國充電標準國際化。
展開 充電還是換電到底哪個好，誰是新能源汽車行業的未來？
03
充電換電互補才是正道
在當前的電動車行業，無論你是什么價位，無論你是什么品牌，只有屬于電動車，那么就一定逃不過一個問題：續航焦慮。而續航焦慮的本質其實就是補能焦慮，目前最常見的補能方式也就兩種，充電或者換電。
常見的電動汽車充電模式分為兩種，直流充電和交流充電。直流充電就是我們常說的快充模式，電動汽車接上電接口，能把電網的交流電轉化為直流電，直接對電池進行充電。相對應地，交流充電就是電動汽車的慢充模式，把電網的交流電輸入電動汽車的慢充口，經過汽車內部的充電機把交流電轉成直流電，電池才能完成充電。一般來說用直流充電樁充電大概把動力電池充滿需要花1.5~3小時；而用交流充電樁充滿電起碼要花費8~10小時。
采用充電的補能方式，那么充電時間永遠都是一個問題，目前充電效率最高的特斯拉V3充電樁，能在15分鐘補能大約250KM續航（已經是當前的極限了），這個時間也是要遠遠大于加油的。而且，使用超高功率的充電樁，往往會對電池造成不可逆的傷害。
由于超級充電樁的成本較高，所以推行速度會相對緩慢，目前應用最廣泛的還是慢充樁。2021年中國充電樁保有量超196萬臺，新能源汽車保有量超603萬輛，車樁比接近3:1，所以說充電的補能模式還是比較方便的。
充電是當下新能源車型的主要補能方式，按照手機補能模式的發展，快充應該會成為未來新能源車型的主要補能模式。
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