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随着各款新能源车型的不断推出，以及对相关基础设施的大规模投资，整个新能源电动汽车市场将呈指数级增长。全球多国政府的政策也支持各家汽车厂商为其用户提供高效的充电服务。预计2030年后，超过50%的道路车辆将采用电池供电。
虽然当前世界上新能源电动车处于快速发展期，但是充电桩基础设施的规模和效能依然影响着消费者的使用体验，约束了新能源车的发展速度。其中充电服务的实用性是一个关键因素。
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OBC与交流充电
通常在家中可以对车辆进行慢速充电，因为在家中车辆可以整夜闲置，有足够的充电时间以满足第二天的使用需求。一旦进入长途旅行状态，旅客根据自己的行程安排，可能会在高速公路服务点、公共充电站、商场停车场等地点进行临时充电。因此，电车快速充电的时间接近乃至相当于燃油车加油时间，是快速充电桩的目标。
交流充电桩
图源：阳光电源官网
Yole 预测
直流快速充电产业在未来几年内将保持30%以上的年复合增长率。而能够实现快速充电的直流充电桩中包含了高效能的功率原件和模组，从而能提供大规模的大功率充电服务。
新能源电动车最基本的充电方式是使用集成在车辆中的车载充电器（OBC），外接包含充电控制和保护功能的AC Wallbox。这样用户可以使用家中交流电源对车辆进行充电。采用OBC方式充电会有功率限定值。通常在110V交流电源下充电最大功耗限制在1.5KW左右；而在220V交流电源下充电功耗限制在3KW左右。由于该充电方式的效率太低，通常通宵进行的。
如果安装了专用的单相或三相交流电源插座，那么可以对车辆进行更大功率的交流充电，理论上可以将充电功率最大提升到22KW。不过不同的车辆型号的OBC支持的最大交流充电功率不同，同时也取决于安装电池的大小。例如，日产Leaf限制为6.6千瓦，而特斯拉的Model 3限制在11至15千瓦之间（取决于国家政策）。如果车辆支持22kW的充电速率，那么通常在两小时内增加约200km的额外续航里程。
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直流充电桩
我们可以意识到，交流充电是很难满足旅客的临时充电需求的。为了缩短充电时间，这就需要提供更大功率的直流充电功能。直流充电可以实现独立于OBC的快速充电。我们可以看到，在家中的车库或主要在路边、购物中心和高速公路服务站的直流充电桩中，可以为新能源电动车提供快速充电。通常，这些直流充电桩由三相交流电源供电，在充电过程中，OBC被旁路，充电器直接向电池管理系统（BMS）提供电动汽车电池所需的直流电压。
在公共场合提供直流充电服务的充电桩还会包括一个安全的计费解决方案并连接到后端云基础设施，以便为用户提供更方便快捷的交易服务。同时，越来越多的充电器设计也将是双向的架构，支持电力需求调峰的智能电网。
电动汽车双向直流充电系统的基本结构
根据规格大小不同，安装在城市中心的商用大功率直流充电桩的功率通常在50到150千瓦之间，由一个个功率模块堆叠构成。高速公路加油站提供的“超快”或“超高速”充电器，为了提供与传统加油相同快速的使用体验，功率为350千瓦或更大，也是由一个个功率模块堆叠构成。根据设计规划，每个功率模块的功率在30到75 kW之间。
图源：网络
功率越大的模块往往包含更多的元器件、变压器和散热模块，也会让设备的体积变得更大。因此功率密度是充电桩制造商特别关注的一个参数，提升模块或系统的功率密度可以减少现有设计的体积，也可以在使用相同设备外壳时增加系统能提供的功率。
目前的充电桩解决方案可提供400V至920V的输出，可以为当前市场上主流的400V平台和800V平台新能源电动车提供快速充电服务。未来1500V的直流充电桩解决方案也在规划中。
未来，随着新能源替代传统燃料步伐加速，作为核心配套设施的充电桩，也将迎来更多可能性。下篇我们将探讨为何碳化硅是充电桩的最优选择，并揭示碳化硅材料与充电桩非常契合的工作原理，以及yl8cc永利官网在该领域的产品应用。
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