EVSE是電動(dòng)出行更為復(fù)雜的基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分，將來會(huì)插入智能配電網(wǎng)絡(luò)（即智能電網(wǎng)）中，以實(shí)現(xiàn)“插入”設(shè)備（實(shí)際上包括EV和PHEV）的充電。目前，電動(dòng)出行和WBG器件已經(jīng)找到了一種相互契合的方式。一方面，EV和EVSE需要具有高功率密度、高性能和小尺寸的新型功率器件。另一方面，WBG也正在尋求合適的契機(jī)大規(guī)模滲透市場(chǎng)。一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須始終考慮多種因素的約束，如技術(shù)、工藝、環(huán)境以及法規(guī)。除此之外，如今還有一個(gè)不容忽視的因素，即對(duì)環(huán)境的重視。因此，新興技術(shù)都在尋求滿足這一要求的解決方案，致力于提升能源效率、減少能源浪費(fèi)和提高系統(tǒng)良率。

　　電動(dòng)出行

　　交通出行越來越多地涉及精心計(jì)劃，旨在減少二氧化碳排放并減少對(duì)環(huán)境的影響。其實(shí)施涉及電動(dòng)馬達(dá)領(lǐng)域，并因此涉及到電力電子。通過混合動(dòng)力汽車（HEV）、插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）和全電動(dòng)車（EV）等方式，電動(dòng)出行（E-Mobility）實(shí)施可持續(xù)發(fā)展的交通解決方案已有多年了。這些車輛現(xiàn)已成為工程學(xué)的杰作，車輛中的電子（數(shù)字和電源）、機(jī)械和IT部分共同協(xié)作，最大程度地減少了未燃燒氣體的排放，使HEV和PHEV車輛的兩個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)保持同步，并通過正確管理EV中蓄電池的充放電優(yōu)化了能耗。

　　現(xiàn)在的制造商幾乎都能適應(yīng)電動(dòng)世界的生產(chǎn)，甚至奧迪、梅賽德斯-奔馳或?qū)汃R這些歷史悠久的汽車廠商（主要依賴于汽油和柴油發(fā)動(dòng)機(jī)）也已將其首批高性能電動(dòng)汽車投放市場(chǎng)。市場(chǎng)本身也開始顯露出轉(zhuǎn)變的最初跡象：這一趨勢(shì)正在持續(xù)增長，用于公共交通和商品運(yùn)輸?shù)碾妱?dòng)汽車數(shù)量已達(dá)到約600萬輛，到2030年，預(yù)計(jì)將達(dá)到1.6億輛。迄今為止，中國仍是這個(gè)市場(chǎng)的主要驅(qū)動(dòng)力，約占整個(gè)電動(dòng)汽車市場(chǎng)總量的三分之一。在立法層面，歐洲和美國已經(jīng)公開表示出減少溫室氣體排放的意愿，這將有益于新型電動(dòng)、混合動(dòng)力汽車以及可再生能源交通的發(fā)展。

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　　電動(dòng)出行中的電力電子

　　電力牽引涉及多種電子設(shè)備。在高科技交通方式中，創(chuàng)新的安全裝置至關(guān)重要：多種智能傳感器能夠檢測(cè)和處理障礙物相關(guān)數(shù)據(jù)、保持預(yù)設(shè)速度并與前方車輛保持恒定距離（ACC –自適應(yīng)巡航控制）、在超車時(shí)檢測(cè)死角、保持在車道內(nèi)（LKAS –車道保持輔助系統(tǒng)），或在必要時(shí)自動(dòng)制動(dòng)剎車（BAS –制動(dòng)輔助系統(tǒng)）。

　　而驅(qū)動(dòng)方面，車載功率設(shè)備中的電源逆變器和BMS（電池管理系統(tǒng)）發(fā)揮著較為重要的作用，設(shè)計(jì)師和工程師正在不斷研究以改進(jìn)。BMS必須能夠管理大功率，精確控制電池組的溫度和電流，同時(shí)要控制好再生性制動(dòng)器的充電。要完善整個(gè)設(shè)計(jì)框架還需要一種非板載設(shè)備，即EVSE（電動(dòng)車充電設(shè)備）或充電模塊，它可以將電網(wǎng)中的電力傳輸給車輛。

　　EVSE和智能充電

　　EVSE是更為復(fù)雜的基礎(chǔ)架構(gòu)的一部分，將來會(huì)插入智能配電網(wǎng)絡(luò)（即智能電網(wǎng)）中，以實(shí)現(xiàn)“插入”設(shè)備（實(shí)際上包括EV和PHEV）的充電。EVSE主要包括：帶通信接口的微處理器；以及功率單元（產(chǎn)生車輛充電所需的能量）。為實(shí)現(xiàn)更大的行駛自主性，電動(dòng)車需要容量更大的蓄電池，而EVSE必須保證可接受的充電時(shí)間。

　　這就導(dǎo)致了更高的電源供應(yīng)需求，進(jìn)而要求設(shè)計(jì)和制造可管理極高電流的充電設(shè)備，這會(huì)涉及很多問題，如足夠的散熱、專門用于連接器的絕緣材料、導(dǎo)電率極高的電纜等。我們這里談?wù)摰碾娏鞣秶鷱募矣肊VSE的16安培，到125安培的系統(tǒng)，甚至還有能夠提供高達(dá)350安直流電的先進(jìn)充電站。

　　從車輛到電網(wǎng)

　　直到十年以前，大多數(shù)充電站還不是智能充電型的，因?yàn)槟菚r(shí)的充電控制協(xié)議基于模擬電路，相對(duì)于多樣性的應(yīng)用類型還不能靈活應(yīng)對(duì)。隨著時(shí)間的推移，EVSE的需求變得越來越復(fù)雜，以至于人們決定將實(shí)際的充電模塊與數(shù)字控制模塊（供電設(shè)備通信控制器或SECC）結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)多種功能并滿足電動(dòng)汽車制造商的需求，以創(chuàng)建一個(gè)真正的派生服務(wù)生態(tài)系統(tǒng)。

　　執(zhí)行該項(xiàng)任務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議集被稱為V2G（車輛到電網(wǎng)），并在ISO15118（及其衍生版本）中進(jìn)行了說明，它定義了控制消息以及所傳輸電能的雙向通信。實(shí)際上，從這個(gè)意義上講，電力可以從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)杰囕v，反之亦然，也可以從EV傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)。

　　這樣可以優(yōu)化電池組中積存的電荷，還可以重新利用蓄電池中的能量并將其反饋回網(wǎng)絡(luò)中。車輛的90%時(shí)間都處于停放狀態(tài)，這意味著這時(shí)汽車積存的電能未被使用。V2G提出的構(gòu)想是利用這些累積的電能來應(yīng)對(duì)能源需求的高峰。此外，V2G還可以與風(fēng)能或光伏系統(tǒng)等可再生和非連續(xù)能量轉(zhuǎn)換點(diǎn)良好集成，如果某個(gè)特定時(shí)刻系統(tǒng)能量不足時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可以自主決定使用電動(dòng)車電池來緩沖任何能量需求，而在能量過剩的情況下，額外的能量可以用來為車輛充電。

　　V2G協(xié)議的消息傳遞還提供許多其它服務(wù)，包括自動(dòng)車輛識(shí)別、連接到電網(wǎng)的用戶授權(quán)，以及根據(jù)使用時(shí)段和所需充電功率的不同而區(qū)別收費(fèi)的費(fèi)率規(guī)則。EV和EVSE之間的物理通信通道可以為有線（電力線通信）或無線（WLAN）。

　　適于智能充電的寬禁帶器件

　　毫無疑問，工程師們所面臨的挑戰(zhàn)之一是EVSE所使用的功率器件。它對(duì)電流的需求過高，傳統(tǒng)功率器件雖然能夠支持，但可能會(huì)出現(xiàn)一些額外的問題，導(dǎo)致設(shè)備成本增加，從而降低產(chǎn)品的可擴(kuò)展性和普及。例如，大功率導(dǎo)致的散熱問題需要專門設(shè)計(jì)合適尺寸的散熱器，這使得系統(tǒng)成本更高、設(shè)備笨重且體積龐大。從這一方面來看，技術(shù)已經(jīng)先行一步，WBG（寬禁帶）器件就是可行的解決方案之一。

　　例如，英飛凌公司的新型CoolSiC系列產(chǎn)品，通過使用肖特基二極管、SiC MOSFET和SiC模塊等一系列器件，可以支持高達(dá)1200 V和200 A的高功率，這一切都是專為汽車應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。羅姆半導(dǎo)體也擁有自己的超高功率WBG器件產(chǎn)品線，例如其MOSFET模塊具有100kHz以上的開關(guān)頻率。

　　不遠(yuǎn)的將來

　　電動(dòng)出行和WBG器件已經(jīng)找到了一種相互契合的方式。一方面，EV和EVSE需要具有高功率密度、高性能和小尺寸的新型功率器件。另一方面，WBG也正在尋求合適的契機(jī)大規(guī)模滲透市場(chǎng)。