直流充電樁的案例
圖文詳解充電樁的設計
大家在以后的項目設計中會時常涉及充電樁部分，所以就充電樁設計的常見問題做了下述總結。
（1）常用符號
（2）負荷計算
（3）車樁配置和預留比例
（4）圖例
1）交流充電樁系統圖
2）交流充電樁平面圖
交流充電樁圖例適用于商業廣場、辦公樓宇及居住區地下或地上停車場。
3）直流充電樁系統圖
4）直流充電樁平面圖
說明：文章部分內容引用國家建筑標準設計圖集18D705-2《電動汽車充電基礎設施設計與安裝》
聲明
本號所刊發文章僅為學習交流之用，無商業用途，向原作者致敬。因某些文章轉載多次無法找到原作者在此致歉，若有侵權請聯系小編，我們將及時刪文或者付費轉載并注明出處，感謝您的支持！
（來源：網絡，版權歸原作者）
展開 RS瑞森半導體在汽車充電樁上的應用
一、前言
充電樁按照技術分類，可分為交流充電樁也叫“慢充”，直流充電樁也叫“快充”，隨著我國新能源汽車市場的不斷擴大，充電樁市場的發展前景也更加廣闊。目前充電樁的母線電壓范圍通常為400V～700V，但隨著快速充電的需求不斷增加，整個電壓平臺都會向 800～1000V以上提升，電壓等級提升的同時也凸顯了SiC功率器件的優勢，下面參照瑞森半導體SiC功率器件系列產品做詳細介紹：
二、產品應用
目前市面上的充電樁分為五大應用市場：公交、出租、網約、物流、個人，其中電動公交充電站市場尤其突出。交流充電樁輸出單相/三相交流電通過車載充電機轉換成直流電給車載電池充電，功率一般較小（有 7kW、22kW、40kW 等功率），充電速度較慢，故一般安裝在小區停車場等地。
展開 電動汽車充電樁直流電能設計訣竅，快來看！
現在很多電動汽車充電樁，通過實際消耗的電量來計費。因此，如何精確的測得直流電能非常重要。
本文將討論：
1. 電動車充電樁的直流電能計量。
2. 如何設計直流電能表。
3. 通過分析ADI直流電能表設計實例，來看看電動車充電樁直流電能表設計應該如何實現。
電動車直流和交流充電樁的差異
對于有電動車的朋友，最直觀的感受是，直流充電快（快充），交流充電慢（慢充）。這是由于一般電動車的電池需要靠直流充電，而外界交流電，最終大多要轉換成直流才能充電。
更加根本的原因是：直流電相對于傳統的交流供電可以顯著提高效率。特別是在碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等材料的新型功率開關技術出現后，轉化效率進一步提高。
電動車充電樁的直流電能計量
下圖是典型的電動車充電樁應用。
圖1：電動車充電樁應用 （圖片來源：ADI）
電動車充電樁的能量來源可以是清潔的能源（如光伏發電），也可以是電網。通過直流轉直流（DC-DC）或者交流轉直流（AC-DC），轉化成合適的電壓給電動車充電。
一些傳統的電動車充電是在交流側計量的，其缺點是無法測量交流到直流轉換過程中損失的能量，導致最終客戶的計費不準確。
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現在很多電動汽車充電樁，通過實際消耗的電量來計費。因此，如何精確的測得直流電能非常重要。
本文將討論：
1. 電動車充電樁的直流電能計量。
2. 如何設計直流電能表。
3. 通過分析ADI直流電能表設計實例，來看看電動車充電樁直流電能表設計應該如何實現。
電動車直流和交流充電樁的差異
對于有電動車的朋友，最直觀的感受是，直流充電快（快充），交流充電慢（慢充）。這是由于一般電動車的電池需要靠直流充電，而外界交流電，最終大多要轉換成直流才能充電。
更加根本的原因是：直流電相對于傳統的交流供電可以顯著提高效率。特別是在碳化硅(SiC)和氮化鎵(GaN)等材料的新型功率開關技術出現后，轉化效率進一步提高。
電動車充電樁的直流電能計量
下圖是典型的電動車充電樁應用。
圖1：電動車充電樁應用 （圖片來源：ADI）
電動車充電樁的能量來源可以是清潔的能源（如光伏發電），也可以是電網。通過直流轉直流（DC-DC）或者交流轉直流（AC-DC），轉化成合適的電壓給電動車充電。
一些傳統的電動車充電是在交流側計量的，其缺點是無法測量交流到直流轉換過程中損失的能量，導致最終客戶的計費不準確。
展開 
更快速、更安全且更智能的充電樁是如何打造的？
當充電樁在2020年被列入新基建的七大項目之中時，人們似乎看到了一個萬億元的市場即將被撬動，隨之超過26個省市密集出臺了50余項與充電設施相關的政策。但現實是，根據智研咨詢提供的數據顯示，在過去的一年里充電樁的出貨量雖有明顯上升（從12萬到近30萬），卻未出現期望中的井噴。
市場的發展未能盡如人意，固然有各方利益協調的問題，但是從技術的角度來看也存在著各種阻礙因素，其中最亟需解決的是對于用戶的充電體驗至為重要的充電時間，此外則是充電樁信息的實時交互問題，而這些都聚焦于大功率直流充電樁。
焦慮的充電進行時
為了解決電動汽車的充電焦慮問題，更快的充電速度成為快充站的明確要求，實現充電5分鐘，行駛200公里會成為行業的普遍要求。充電樁的直流模塊可以通過提高功率密度和提高充電電壓兩個方向升級，前者需要高性能實時微控制器和支持更高開關頻率的功率器件，而后者需要的是功率器件更高耐壓以及更高的轉換效率更高，第三代寬禁帶半導體功率器件將會是很好的選擇。而且隨著第三代半導體開關頻率的提高，需要更復雜的電源拓撲和控制算法，因此對于實時控制器的需求也進一步提高。
提到直流充電樁的主控部分，就必須提到市場上占據份額較高的德州儀器（TI）C2000?微控制器。事實上，C2000微控制器在中國市場久負盛名，早已廣泛用于電力電子控制領域，并在工業和汽車應用中提供高級數字信號處理。
展開 2024充電樁展|世界充電樁大會|青島充換電技術展覽會
分區域看，到2025年，濟南、青島城區將建成5座以上大型公共直流快充站，10座以上中型公共直流快充站；淄博等14市城區將建成2座以上大型公共直流快充站，5座以上中型公共直流快充站；縣級城市城區將建成2座以上中型公共直流快充站，5座以上小型公共直流快充站；鄉鎮將至少建成1座小型公共直流快充站。
為推動我國新能源汽車充電設施產業的高質量發展，促進充電樁及換電新技術、新產品、新材料、新工藝及新裝備的推廣應用與經貿交流,2024第二屆中國（青島）國際充電樁及換電站技術設備展覽會（CEVSE）將與2024年9月26-28日在青島國際博覽中心隆重舉行。展會預計總面積25000平米，展商400家，國內外采購商3萬人次。大會組委會秉承創新、協調、綠色、開放、共享新發展理念，致力于清潔能源高效利用的新技術、新產品、新服務的推廣，助力國家 30.60 雙碳目標實現，共創共贏的綠色新能源生態商貿平臺。
展開 2025深圳國際充電樁及換電技術展覽會
（組委會）陸亮（組委會）138（組委會）1821（組委會）9172（組委會）
展示范圍：
智能充電解決方案：充換電運營商、直流充電樁、交流充電樁、移動充電、充電機、電動自行車充電樁、換電柜、充電弓、直流充電堆、無線充電、液冷超充樁、光儲充檢、儲能充電樁、社區充電解決方案；
充電樁及配套元器件：充電模塊、電源模塊、充電樁外殼（SMC材料/鈑金/塑料）、PCB板、TCU（計費單元）、充電槍、顯示器、繼電器、芯片、導熱硅材料、三防漆、觸摸屏、連接器、線纜、線束、保險絲、熔斷器、電源開關、智能電表、充電軟件系統、散熱風扇、檢測設備（充電檢測、老化檢測）、絕緣檢測模塊、通信模塊、防雷設置、充電樁雨棚、充電樁監控、充電樁廣告屏等；
配套設施解決方案：逆變器、變壓器、充電柜、配電柜、濾波設備、地鎖、安防監控、高低壓保護設備、變流器、充電樁安防（滅火裝置）、充電樁保險等；
充電設施建設運營解決方案：充電樁建設、saas平臺開發、運營商及運維商、變壓器、空調系統等；
換電站：商用車換電站（出租車、重卡、物流車）、私家車換電站、換電柜、換電設備、換電支架、換電站龍門架、換電機器人、換電電機、換電電池、集裝箱、換電模塊、換電開關、換電吊裝機、電表、換電系統/平臺、視覺檢測定位系統、監控系統、充電機、升降機、車輛輪胎定位裝置、BMS、托盤、換電車輛、換電：底盤、分箱、側方、頂吊、整體單雙側、AGV換電儲能電站及EPC工程：電網側儲能、電源側儲能、發電測儲能、用戶側儲能、微電網、分布式能源、智慧能源、能源互聯網、家庭儲能系統、通訊儲能、數據中心、工業節能用儲能技術、光儲充（換）電站等。
展開 2024青島國際充電樁大會暨充電展覽會-官網
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為推動我國新能源汽車充電設施產業的高質量發展，促進充電樁及換電新技術、新產品、新材料、新工藝及新裝備的推廣應用與經貿交流,2024第二屆中國（青島）國際充電樁及換電站技術設備展覽會（CEVSE）將與2024年9月26-28日在青島國際博覽中心隆重舉行。展會預計總面積25000平米，展商400家，國內外采購商3萬人次。大會組委會秉承創新、協調、綠色、開放、共享新發展理念，致力于清潔能源高效利用的新技術、新產品、新服務的推廣，助力國家 30.60 雙碳目標實現，共創共贏的綠色新能源生態商貿平臺。
展開 “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 智芯文庫 | 新能源汽車引爆SiC器件大戰
充電樁產業鏈：
設備生產商和運營商是關鍵
充電樁產業鏈涉及到的上游為元器件和設備生產商，主要負責提供各種充電樁元器件和充電設備；中游是充電站建設和運營商，負責充電站的搭建和運營，提供充電服務；下游是新能源電動車用戶，在充電樁上進行消費。
▲ELEXCON 2020展會現場
其中，
設備生產商和運營商是充電樁產業鏈最主要的環節。
目前，市場中的充電運營商主要為第三方企業，同時部分車企、能源企業也涉足充電運營服務。
充電樁設備廠商負責生產直流充電樁、交流充電樁、交直流充電樁等，涉及到的領域包括充電模塊、電機、芯片、接觸器、斷路器、外殼、插頭插座等。
充電設備成本是新能源汽車充電樁的主要成本，而充電模塊則是充電設備的核心和主要成本來源。
從主要零部件的制造難度來看，充電模塊的技術含量相對較高，是制造端的核心設備，設備廠商在加裝配電設備和濾波器等器件后，組成充電樁銷售給下游客戶。
從技術端來看，
直流樁電源模塊中最核心的零部件 IGBT
目前仍采用全進口模式，國內高端 IGBT 僅有個別企業有望追趕國際先進水平。好在目前國內IGBT發展很快，如果短時間內進口替代完成，直流充電樁將獲得極大的發展，屆時充電樁建設也要迎來高峰。
特斯拉領軍，CREE All in碳化硅，
第三代半導體要火！
展開 電動汽車充電過程與充電方法詳解
9.直流充電樁DC Charging Point
固定安裝在電動汽車外、與交流電網連接，為電動汽車動力電池提供小功率直流電源的供電裝置。
來源：電動知家
2023中國充電樁展/2023重慶充電樁與充電技術設備博覽會
2023第二十屆重慶充電樁與充電技術設備博覽會
時間：2023年10月26-28日
地點：重慶國際博覽中心
78個guo家和地區的1100多家參展商 80000平米展出面積、100000名觀眾
打造亞洲較具影響力的充電技術設備行業盛會
序言：
隨著經濟社會的發展以及信息技術的快速迭代，近年來，全球新能源汽車產銷量快速增長，產業發展進入市場化擴張期。同時，受政策端和需求端雙重因素驅動，充電基礎設施也在加快建設，目前已累計建成充電樁500多萬臺。未來隨著新能源汽車滲透率的進一步提升，充電樁則是滿足新能源汽車用電的配套基礎設施之一，在發展初期，充電樁在政策驅動下快速發展， 為新能源汽車的發展奠定基礎，但依然不能完全滿足新能源汽車的充電需求；而隨著新能源汽車保有量的快速增加和技術的不斷升級，充電樁和充電站盈利有望迎來快速的發展。作為亞洲較大的充電站技術設備展之一，本屆展會將以視角呈現充電樁領域的新技術，將全力推動新能源汽車和充電樁行業大力發展。2023第二十屆重慶充電站樁與充電技術設備博覽會鏈接西南各地，面向全guo，輻射全世界，服務全球，全力打造展示、洽談、采購貿易為一體商貿交流平臺。
展會優勢：
展覽會組委會將秉持“客戶服務至上”的辦展理念，全力為展商接觸潛在客戶、拓展銷售渠道、優化市場訂單、展示品牌形象等搭好國2023第二十屆重慶充電站（樁）與充電技術設備博覽會際商貿平臺，多年來的持續努力，已經成為充電設備行業的專屬平臺，2023第二十屆重慶充電站（樁）與充電技術設備博覽會將本次展會將建立覆蓋全球的宣傳平臺，為參展企業的產品快速進入市場搭建有效的貿易渠道。本屆展會將各種充電設備企業在同一平臺展示，順應了行業發展趨勢，也便于供需雙方開展深層次的洽談交流。
展開 2024充電樁展-2024常州國際充電樁產品展會
2024常州國際充電站(樁)技術設備展覽會
2024 Changzhou International Electric Vehicle Supply Equipments Expo
同期舉辦：2024常州國際新能源汽車產業博覽會
時間：2024年9月20日至9月22日 地點：常州西太湖國際博覽中心
— 展會介紹 —
在國家戰略層面的力挺下，中國新能源汽車工業得到快速發展，將成為全球最大的新能源汽車市場，世界新能源汽車的核心主戰場。作為最具影響力的新能源電動汽車新興市場，加快電動汽車充電基礎設施建設，是發展新能源汽車產業的重要保障，充電樁、充電站作為發展新能源電動汽車所必須的重要配套設施，其完善與推廣將直接決定新能源電動汽車能否全面鋪開，因此，業界都稱充電樁是新能源電動汽車產業的先鋒官。在充電基礎設施快速建設的帶動下，充電設備需求得到爆發式增長，充電樁市場將迎來巨大的發展機遇！
為加快充電樁、城市充換電站、城際快充站等充電基礎設施的建設，國家相繼出臺了《電動汽車充電基礎設施建設規劃》、《關于加快電動汽車充電基礎設施建設的指導意見》和《電動汽車充電基礎設施發展指南2015-2025年》等綱領性文件，從此確立了“樁站先行”的超前發展指導原則，要求在新建住宅停車位建設或預留安裝充電設施的比例應達到100%，大型公共建筑物、公共停車場不低于20%，還鼓勵民間資本參與并加大對財稅、金融、用地、價格等扶持政策支持充電設施的相關建設。要求到2025年，基本建成適度超前、車樁相隨、智能高效的充電基礎設施體系，滿足超過3500萬輛電動汽車的充電需求。
展開 IGBT在新能源汽車中的地位
此外，隨著新能源汽車的不斷普及，對于充電樁的需求日益增加，也會拉動IGBT的需求。
面對市場的強勁需求，各IGBT廠商加大了投融資和生產布局。2019年4月，
安森美半導體
收購格芯位于紐約東菲什基爾300mm晶圓廠的所有權，擴大其在MOSFET和IGBT
芯片
方面的產能。2020年4月，賽米控對中國增資擴產，總投資額超800萬歐元，并引入最新的MiniSKiiP生產線進行量產。
三、在新能源汽車領域
IGBT約占電機驅動系統成本的一半，而電機驅動系統占整車成本的15-20%，也就是說IGBT占整車成本的7-10%，是除電池之外成本第二高的元件，也決定了整車的能源效率。此外直流充電樁的核心也是IGBT管，直流充電樁30%的原材料成本就是IGBT。作為一種功率
半導體
，IGBT應用非常廣泛，小到家電、大到飛機、艦船、交通、電網等戰略性產業。此外，IGBT還是國家“02專項”的重點扶持項目，已經全面取代了傳統的Power MOSFET，被稱為電力電子行業里的“CPU”。
在電動汽車的“三電”方面，TESLA的Model S使用的三相異步驅動電機，其中每一相的驅動控制需要使用28顆塑封的IGBT
芯片
，三相共需要使用84顆IGBT芯片。算算總量，就可知需求的龐大。此外，充電樁的核心部件也要用到IGBT芯片。
但是，長期以來，被壟斷在少數IDM（Integrated device manufacturer）手上，比如英飛凌Infineon、富士電機、三菱等外資企業。數據顯示，2019年期間，英飛凌為國內電動乘用車市場供應62.8萬套IGBT模塊，市占率達到58%。而
比亞迪
供應了19.4萬套，市占率達到18%。
展開 福特開始建充電設施 外觀神似特斯拉超級充電樁
蓋世汽車訊 據外媒報道，福特已經開始在美國建設自己的電動汽車充電樁，該公司的充電基礎設施讓人們想起了特斯拉的超級充電樁（Supercharger）。
最近一段時間以來，福特一直在努力地進入電動汽車領域，該公司的Mustang Mach-E電動SUV已經上市，此外其F-150 Lightning電動皮卡也即將開售。在充電基礎設施方面，福特此前宣布他們已經與Electrify America、Ionity以及其他充電服務網絡達成合作。充電基礎設施是發展電動汽車的重要手段之一，只有消除人們的充電焦慮才能讓更多的消費者接受電動汽車。
福特充電樁（圖片來源：Electrek）
去年，有報道稱福特也將效仿特斯拉，建設自己的充電站。最新的消息顯示，該公司已經開始在經銷商處安裝自己的充電樁，一些福特車主拍下了這些充電樁的照片，并將其上傳到了網絡上。從照片上看，福特充電樁的外形與特斯拉充電樁非常相似。
在此之前，幾乎所有汽車制造商在建設充電基礎設施的時候都選擇和第三方充電服務商進行合作，只有特斯拉是例外，該公司選擇自己建設其超級充電網絡。特斯拉的超級充電網絡被視為是全世界最好的快速充電服務，因為特斯拉的關注點是要給車主提供良好的充電體驗，而不是以利潤為中心。特斯拉會在一些偏僻的地方建設充電站，從而讓電動汽車車主可以完成長途出行。此外，該公司還會在每個充電站內安裝多個充電樁，以此來減少車主的等待時間。
-END-
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