隨著充電基礎(chǔ)設(shè)施的不斷建設(shè)、快速充電樁的開發(fā)以及高功率密度電池的使用，這種情況都將成為過去。新材料和新技術(shù)的采用使得電動汽車電池的容量和功率密度得到了進(jìn)一步提升，如今的鋰離子電池的容量相當(dāng)于同等大小鉛蓄電池的7倍。另據(jù)Grand View Research的預(yù)測，全球電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施市場規(guī)模在2020年為150億美元，預(yù)計從2021到2028年，其復(fù)合年增長率將達(dá)到33.4%。其中，電動汽車充電設(shè)備在商業(yè)場所的市場滲透率明顯高于住宅場所。隨著電動汽車的普及，有利于能源優(yōu)化的快速充電樁乃至智能充電站的數(shù)量也將大幅增加。
不斷進(jìn)化的快速充電解決方案
快速、經(jīng)濟(jì)、安全和可靠是電動汽車充電解決方案必須兼顧的重要考量。在設(shè)計電動汽車直流充電樁時，常常要滿足這些條件：增大輸出功率，縮短充電時間；提高充電站設(shè)定尺寸內(nèi)的功率密度；通過增大負(fù)荷并降低功耗來提高效率；降低每瓦電能的設(shè)計成本。因此，設(shè)計工程師必須克服如下技術(shù)挑戰(zhàn)：
一是功耗和散熱問題
真正的快充應(yīng)允許電池以高達(dá)350kW的功率進(jìn)行充電。以此來計算，97%的效率就意味著有9kW的功率損耗。在指定的高功率水平下向電動汽車供電，就會產(chǎn)生大量損耗和高溫，因此可能會造成器件的損壞。
二是電池尺寸和充電電流之間的配比平衡問題
英飛凌有過一個測算，在給汽車電池充電時，以寶馬i3汽車為例，自2016年以來，它的電池容量為95Ah。如果以100A的電流為100Ah電池連續(xù)充電，理論上需要一個小時才能充滿。在目前400V的正常電壓下，要在一小時內(nèi)為100Ah的電池充電，大約需要40kW的充電功率。這還只是大約200公里續(xù)航范圍內(nèi)所需的電量，不能算是真正的快充。如果要進(jìn)一步縮短充電時間，必須要增大充電電流，涉及充電樁任一參數(shù)的修改都需要多方面的權(quán)衡。
三是高功率輸出的安全問題
綜合充電標(biāo)準(zhǔn)（CCS）允許輸出電壓高于500V，因此只有訓(xùn)練有素的專業(yè)人員才能進(jìn)行操作，并且對統(tǒng)一的充電插頭有很高的材料和技術(shù)要求。
面對這些難題，半導(dǎo)體技術(shù)是使電動汽車快速充電達(dá)到更方便、更經(jīng)濟(jì)、更可持續(xù)的關(guān)鍵。
