Wie treten Halbleiterhersteller in den Billionen-Dollar-Markt für Ladesäulen ein?

Update: 16. November 2021

"Die vier neuen automobilen Modernisierungen wie Elektrifizierung, Vernetzung, Intelligenz und Sharing sind in den letzten Jahren zum Entwicklungstrend der Automobilindustrie geworden. Chinas neue Energie-Automobilindustrie hat nach mehr als zehn Jahren Planung und Bewirtschaftung einen gewissen Skalenvorteil und hat die Chance in den neuen „Vier Modernisierungen“ des Automobils genutzt.

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Die vier neuen automobilen Modernisierungen wie Elektrifizierung, Vernetzung, Intelligenz und Sharing sind in den letzten Jahren zum Entwicklungstrend der Automobilindustrie geworden. Chinas neue Energie-Automobilindustrie hat nach mehr als zehn Jahren Planung und Bewirtschaftung einen gewissen Skalenvorteil und hat die Chance in den neuen „Vier Modernisierungen“ des Automobils genutzt.

Daten von der Website des Ministeriums für Industrie und Information Technologie: Von Januar bis Dezember 2020 beliefen sich die Produktion und der Verkauf inländischer Personenkraftwagen auf 19,994 Millionen bzw. 20.178 Millionen, was einem Rückgang von 6.5 % bzw. 6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Fahrzeuge mit neuer Energie kommen jedoch aus einem anderen Markt. Von Januar bis Dezember beliefen sich die inländische Produktion und der Verkauf von Fahrzeugen mit neuer Energie auf 1.366 Millionen bzw. 1.367 Millionen, was einem Anstieg von 7.5 % bzw. 10.9 % gegenüber dem Vorjahr entspricht.

Laut nationalem Industriepolitik- und Entwicklungsplan wird der Marktanteil von New Energy Vehicles künftig weiter ausgebaut. Der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie herausgegebene „New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)“ zeigt, dass der Inlandsabsatz von New Energy Vehicles bis 2025 etwa 20 % des Gesamtabsatzes von Neufahrzeugen erreichen wird. Bis 2035 werden reine Elektrofahrzeuge zum Mainstream der neuen Verkaufsfahrzeuge.


Abbildung 1: Monatlicher Absatz von New Energy Vehicles 2017-2020 und Veränderungen gegenüber dem Vorjahr (Quelle: Website des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie)

Ladesäulen: Mängel bei der Entwicklung von New Energy Vehicles

„Neue Infrastruktur“ ist der Infrastrukturbau, der sich auf den wissenschaftlichen und technologischen Zweck konzentriert und sich hauptsächlich auf die 7 großen Bereiche 5G-Infrastruktur, UHV, Intercity-Hochgeschwindigkeitsbahn und Stadtbahnverkehr, neue Energiefahrzeugladesäulen, große Rechenzentren, Künstliche Intelligenz und industrielles Internet entfalten sich.

In den letzten Jahren haben sich Fahrzeuge mit neuer Energie als strategisch aufstrebende Branche rasant entwickelt. Als Infrastruktur für neue Energiefahrzeuge hat die Baugeschwindigkeit von Ladesäulen jedoch nicht damit Schritt gehalten. Der Grund, warum der Ladestapel in die nationale Reihe der „neuen Infrastrukturen“ aufgenommen werden kann, liegt hauptsächlich darin, dass er zu einem wichtigen Mangel geworden ist, der die Entwicklung von Chinas New Energy Vehicles einschränkt. Bis Ende Januar 2020 hat China 531,000 öffentliche Ladesäulen und 712,000 private Ladesäulen gebaut. Tatsächlich waren in den frühen Stadien der Entwicklung von Ladesäulen öffentliche Ladesäulen hauptsächlich für Servicefahrzeuge wie Taxis, Online-Car-Hailing und Logistikfahrzeuge bestimmt. Mit der Zunahme der Eigenkäufe von neuen Energiefahrzeugen hat der Bau von privaten Ladesäulen offensichtlich nicht mit der wachsenden Marktnachfrage Schritt gehalten.

Die nächsten zehn Jahre: eine Billionen-Dollar-Marktskala

Laut den von der China Electric Vehicle Charging Infrastructure Promotion Alliance veröffentlichten Daten belief sich die Gesamtzahl der landesweiten Ladeinfrastrukturen Ende Dezember 2019 auf 1.219 Millionen Einheiten, davon 516,000 öffentliche Ladesäulen und 703,000 private Ladesäulen. Von Januar bis Februar 2020 wird die nationale Ladeinfrastruktur um 26,000 Einheiten wachsen, wobei die öffentlichen Ladesäulen um 15,000 Einheiten und die privaten Ladesäulen um 11,000 Einheiten wachsen werden. Es wird geschätzt, dass der Investitionsumfang bis 2025 90 Milliarden Yuan erreichen wird.

Der Bau von Ladesäulen wird die schnelle Entwicklung der entsprechenden Teile- und Komponentenindustrie weiter fördern, einschließlich des Ladebetriebsmanagements, der Anzahl der neuen Energiefahrzeuge usw. Es wird erwartet, dass die entsprechenden Investitionen im Jahr 2025 mehr als 270 Milliarden Yuan betragen werden.


Abbildung 2: Bestände an Ladesäulen für neue Energiefahrzeuge 2015-2020 (Quelle: China Electric Vehicle Charging Infrastructure Promotion Alliance)

Laut dem Entwurf des „New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)“ des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie wird die Zahl der New Energy Vehicles in meinem Land bis 64.2 voraussichtlich 2030 Millionen erreichen. Gemäß dem Bauziel eines 1:1-Verhältnisses zwischen Fahrzeugen und Pfählen wird es in den nächsten zehn Jahren eine Lücke von 63 Millionen Yuan beim Bau von Ladepfählen in meinem Land geben, und es wird erwartet, dass eine Billion Yuan im Infrastrukturbaumarkt für Ladepfähle gebildet werden.

DC-Ladesäule: offensichtliche technische Vorteile und gute Marktaussichten

Aus der Sicht der Industriekette hat Chinas neue Ladesäulenindustrie für Energiefahrzeuge drei Glieder. Darunter befindet sich der Hersteller der für den Bau der Ladesäule erforderlichen Geräte in der vorgelagerten Industriekette und die Teilnehmer in der Mitte der Industriekette sind die Betreiber der Ladesäule. Teilnehmer nach der Kette sind die Endverbraucher der Ladesäulen, einschließlich der Unternehmen der Neuen Energieversorgung und der einzelnen Verbraucher.

Aus der Sicht der Arten von Ladeeinrichtungen umfasst die aktuelle Ladeinfrastruktur AC-Ladesäulen, DC-Ladesäulen, AC- und DC-integrierte Ladesäulen und drahtlose Ladesäulen. Unter ihnen sind AC-Ladesäulen und DC-Ladesäulen derzeit die beiden wichtigsten Typen auf dem Markt. Der Anwendungsbereich von AC- und DC-integrierten Pfählen ist klein. Obwohl das kabellose Laden eine hohe Nachfrage hat, hat es noch keinen industriellen Maßstab erreicht.


Abbildung 3: Klassifizierung der Ladeinfrastruktur (Quelle: China Charging Infrastructure Development Expected Report 2020-2025)

Die Ladezeit des DC-Ladestapels ist kurz und die durchschnittliche Leistung beträgt 100-120 kW. Laut Marktstatistiken liegt der Durchschnittspreis eines einzelnen Stapels von kommerziellen DC-Ladegeräten weltweit zwischen 100,000 und 150,000 Yuan. Der Einzelstapelpreis von Hochleistungs-DC-Ladesäulen ist jedoch mit einem Durchschnittspreis von 600-700,000 Yuan viel höher. Der durchschnittliche Preis von Wechselstrom-Ladesäulen, auch bekannt als „Langsamladesäulen“, beträgt etwa 5,000-20,000 Yuan.

Die Kosten für die Beschickung von Stapeln umfassen Rohstoffkosten, Herstellungskosten und Arbeitskosten. Unter ihnen sind die Rohstoffkosten die Inputkosten für die Hardware der Ladesäulen, die etwa 90% der Gesamtkosten der Ladesäulen ausmachen. Die für die Ladesäulenbeladung erforderliche Ausrüstung umfasst im Wesentlichen Lademodule, aktive Filterausrüstung, Überwachungs- und Abrechnungsausrüstung sowie Batteriewartungsausrüstung. Darüber hinaus können DC-Ladesäulen mit hoher Leistung und hoher Spannung müssen zusätzliche Stromverteilungsgeräte wie große Transformatoren, Hoch- und Niederspannungsschutzgeräte usw. installieren.

Nehmen Sie als Beispiel den DC-Ladestapel. Das Aufladen Modulen ist seine Kernausrüstung. Es wird hauptsächlich verwendet, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, der die Batterie laden kann. Dieser Teil der Kosten macht etwa 50 % der Rohstoffkosten aus, und die aktive Filtervorrichtung macht etwa 15 % aus. Die Kosten für Ausrüstung und Batteriewartungsausrüstung betragen jeweils 10 %.

Wenn man die Hardware der Ladesäule weiter unterteilt, erkennt man auch, dass die elektronische Kernkomponente, die die Leistung des Lademoduls wirklich beeinflusst, die ist IGBT, das bei der Stromumwandlung und -übertragung während des Ladevorgangs eine Rolle spielt und die Kosten für das Lademodul ausmacht. Erreichen Sie mehr als 20 %.

Halbleiter Hersteller treten in den Markt ein und bieten Gesamtlösungen

Wie kann es bei diesem Technologiefest der „neuen Infrastruktur“ keine Unterstützung geben? Halbleiter Hersteller? Natürlich werden sie niemals fehlen.

・ ST DC-Schnellladestation-Lösung

STMicroelectronics ist der Ansicht, dass, obwohl eine Architektur auf der Grundlage erneuerbarer Energien und Batteriespeichertechnologie (Entfernen von Ladestationen vom Netz) im Entstehen ist, die Mainstream-Lösung immer noch über das Netz und die Umrichter erfolgt (Leistungsbereich 120 kW oder mehr, mit A Drei Phasen Eingangsleistungsfaktorkorrektur (PFC) und ein isolierter DC-DC Konverter mit Strom versorgen.

ST hat eine starke technische Stärke in Siliziumkarbid (SiC) und Siliziumkraft Mosfets, Dioden und Schutzgeräte (TV), isolierte Gate-Treiber und leistungsstarke STM32-Mikrocontroller. Die aus diesen Geräten bestehende Ladesäulenlösung kann Herstellern von Ladesäulen dabei helfen, hocheffiziente und stromdichte DC-Schnellladestationen zu entwickeln.


Abbildung 4: Blockschaltbild der Lösung ST DC-Schnellladestation (Quelle: ST)

・ TI DC-Ladestationslösungen

Das Design von DC-Ladestationen erfordert professionelles Wissen, um die folgenden Funktionen zu erreichen: genaue Erkennung und Steuerung der Stromabgabe direkt an die Autobatterie; hohe Leistungsdichte, um schnellere und höhere Ladestandards zu unterstützen; effiziente PFC- und DC/DC-Wandlung zur Reduzierung von Verlusten; HMI, die die Benutzerinteraktion mit dem System erleichtert.

Das Referenzdesign der DC-Ladestation (Stapel) von TI (Texas Instruments) dreht sich hauptsächlich um die oben genannten technischen Anforderungen, um Hersteller von Ladesäulen beim schnellen Bau intelligenterer und effizienterer DC-Ladestationen (Stapel) für Elektrofahrzeuge (EV) zu unterstützen.

Ob PFC-Stufe, DC/DC-Leistungsstufendesign oder zentrales Steuerungssystem, jedes Subsystem ist die richtige Komponente, um eine effiziente DC-Ladestation zu konzipieren. Benutzer können das gesamte Referenzdesign direkt verwenden oder nach eigenem Bedarf eines der Subsysteme auswählen.


Abbildung 5: Blockschaltbild der wichtigsten Subsysteme der DC-Ladestationslösung von TI (Quelle: offizielle TI-Website)

・ DC-Ladelösung von Infineon

Infineon Technologies (Infineon Technologies) hat die Designanforderungen von DC-Ladesäulen für Elektrofahrzeuge in vier Punkten zusammengefasst: Einer ist die Erhöhung der Ausgangsleistung, um die Ladezeit zu verkürzen; die zweite besteht darin, die Leistungsdichte innerhalb einer Reihe von Ladestationsgrößen zu erhöhen; die dritte besteht darin, die Last zu erhöhen. Effizienz steigern; viertens reduzieren Sie den Stromverbrauch, um Kosteneinsparungen zu erzielen.

Die DC-Ladesäulenlösung von Infineon deckt den Leistungsbereich von Kilowatt bis Megawatt ab. Es handelt sich um eine Reihe hocheffizienter Halbleiterproduktportfolios, darunter hochwertige Leistungshalbleiter, Mikrocontroller, Gate-Treiber-ICs und Sicherheitsauthentifizierungslösungen, um den Bedarf an Schnellladung von EV-Batterien zu decken.


Abbildung 6: DC-Ladelösung von Infineon (Quelle: Mouser Electronics)

Abschließende Bemerkungen

Heutzutage kann eine 120-kW-DC-Ladesäule eine EV-Batterie in 80 Minuten zu fast 30% aufladen. Mit der Verbesserung der Schnellladetechnik soll die Ladezeit weiter verkürzt werden. Im Vergleich zu New Energy Vehicles ist die hardwaretechnische Schwelle von Ladesäulen jedoch deutlich niedriger.

Es ist jedoch immer noch eine große Herausforderung, eine erfolgreiche EV-DC-Ladestromversorgung zu entwickeln. Aus Sicht der Ladesäulenlösungen der Halbleiterhersteller haben sie im Grunde ein komplettes Referenzdesign gegeben. Benutzer können auch eines der Subsysteme für ihr eigenes Design auswählen. Diese flexible Designidee ist beim Laden sehr förderlich. Pile produzierende Unternehmen bewerben ihre Produkte schnell auf dem Markt.

Wie wir alle wissen, wurde der Ladestapel in den Arbeitsbericht der Regierung und in die Skizze des „14. Fünfjahresplans“ aufgenommen. Mit der kontinuierlichen Stärkung des Landes beim Einsatz von Aufgaben der „neuen Infrastruktur“ und der raschen Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie wird die Ladesäulenindustrie eine rasante Entwicklung erleben. Bühne. Um den neuen Anforderungen in verschiedenen Anwendungsszenarien effektiv gerecht zu werden, wird die Ladesäulentechnologie weiter optimiert und verbessert und hinsichtlich Sicherheit, COXNUMX-arm, Wirtschaftlichkeit und Komfort deutlich verbessert.

Die vier neuen automobilen Modernisierungen wie Elektrifizierung, Vernetzung, Intelligenz und Sharing sind in den letzten Jahren zum Entwicklungstrend der Automobilindustrie geworden. Chinas neue Energie-Automobilindustrie hat nach mehr als zehn Jahren Planung und Bewirtschaftung einen gewissen Skalenvorteil und hat die Chance in den neuen „Vier Modernisierungen“ des Automobils genutzt.

Daten von der Website des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie: Von Januar bis Dezember 2020 beliefen sich die Produktion und der Verkauf inländischer Personenkraftwagen auf 19,994 Millionen bzw. 20.178 Millionen, was einem Rückgang von 6.5 % bzw. 6 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. Fahrzeuge mit neuer Energie kommen jedoch aus einem anderen Markt. Von Januar bis Dezember beliefen sich die inländische Produktion und der Verkauf von Fahrzeugen mit neuer Energie auf 1.366 Millionen bzw. 1.367 Millionen, was einem Anstieg von 7.5 % bzw. 10.9 % gegenüber dem Vorjahr entspricht.

Laut nationalem Industriepolitik- und Entwicklungsplan wird der Marktanteil von New Energy Vehicles künftig weiter ausgebaut. Der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie herausgegebene „New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)“ zeigt, dass der Inlandsabsatz von New Energy Vehicles bis 2025 etwa 20 % des Gesamtabsatzes von Neufahrzeugen erreichen wird. Bis 2035 werden reine Elektrofahrzeuge zum Mainstream der neuen Verkaufsfahrzeuge.


Abbildung 1: Monatlicher Absatz von New Energy Vehicles 2017-2020 und Veränderungen gegenüber dem Vorjahr (Quelle: Website des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie)

Ladesäulen: Mängel bei der Entwicklung von New Energy Vehicles

„Neue Infrastruktur“ ist der Infrastrukturbau, der sich auf den wissenschaftlichen und technologischen Zweck konzentriert, hauptsächlich um die sieben Hauptbereiche 5G-Infrastruktur, UHV, Intercity-Hochgeschwindigkeitsbahn und Stadtbahnverkehr, neue Energieladesäulen für Fahrzeuge, große Rechenzentren, künstliche Intelligenz und industrielles Internet entfalten.

In den letzten Jahren haben sich Fahrzeuge mit neuer Energie als strategisch aufstrebende Branche rasant entwickelt. Als Infrastruktur für neue Energiefahrzeuge hat die Baugeschwindigkeit von Ladesäulen jedoch nicht damit Schritt gehalten. Der Grund, warum der Ladestapel in die nationale Reihe der „neuen Infrastrukturen“ aufgenommen werden kann, liegt hauptsächlich darin, dass er zu einem wichtigen Mangel geworden ist, der die Entwicklung von Chinas New Energy Vehicles einschränkt. Bis Ende Januar 2020 hat China 531,000 öffentliche Ladesäulen und 712,000 private Ladesäulen gebaut. Tatsächlich waren in den frühen Stadien der Entwicklung von Ladesäulen öffentliche Ladesäulen hauptsächlich für Servicefahrzeuge wie Taxis, Online-Car-Hailing und Logistikfahrzeuge bestimmt. Mit der Zunahme der Eigenkäufe von neuen Energiefahrzeugen hat der Bau von privaten Ladesäulen offensichtlich nicht mit der wachsenden Marktnachfrage Schritt gehalten.

Die nächsten zehn Jahre: eine Billionen-Dollar-Marktskala

Laut den von der China Electric Vehicle Charging Infrastructure Promotion Alliance veröffentlichten Daten belief sich die Gesamtzahl der landesweiten Ladeinfrastrukturen Ende Dezember 2019 auf 1.219 Millionen Einheiten, davon 516,000 öffentliche Ladesäulen und 703,000 private Ladesäulen. Von Januar bis Februar 2020 wird die nationale Ladeinfrastruktur um 26,000 Einheiten wachsen, wobei die öffentlichen Ladesäulen um 15,000 Einheiten und die privaten Ladesäulen um 11,000 Einheiten wachsen werden. Es wird geschätzt, dass der Investitionsumfang bis 2025 90 Milliarden Yuan erreichen wird.

Der Bau von Ladesäulen wird die schnelle Entwicklung der entsprechenden Teile- und Komponentenindustrie weiter fördern, einschließlich des Ladebetriebsmanagements, der Anzahl der neuen Energiefahrzeuge usw. Es wird erwartet, dass die entsprechenden Investitionen im Jahr 2025 mehr als 270 Milliarden Yuan betragen werden.


Abbildung 2: Bestände an Ladesäulen für neue Energiefahrzeuge 2015-2020 (Quelle: China Electric Vehicle Charging Infrastructure Promotion Alliance)

Laut dem Entwurf des „New Energy Vehicle Industry Development Plan (2021-2035)“ des Ministeriums für Industrie und Informationstechnologie wird die Zahl der New Energy Vehicles in meinem Land bis 2030 auf 64.2 Millionen geschätzt. Gemäß dem Bauziel eines 1:1-Verhältnisses zwischen Fahrzeugen und Pfählen wird es in den nächsten zehn Jahren eine Lücke von 63 Millionen Yuan beim Bau von Ladepfählen in meinem Land geben, und es wird erwartet, dass eine Billion Yuan in die Infrastruktur investiert wird Baumarkt für Ladesäulen entsteht.

DC-Ladesäule: offensichtliche technische Vorteile und gute Marktaussichten

Aus der Sicht der Industriekette hat Chinas neue Ladesäulenindustrie für Energiefahrzeuge drei Glieder. Darunter befindet sich der Hersteller der für den Bau der Ladesäule erforderlichen Geräte in der vorgelagerten Industriekette und die Teilnehmer in der Mitte der Industriekette sind die Betreiber der Ladesäule. Teilnehmer nach der Kette sind die Endverbraucher der Ladesäulen, einschließlich der Unternehmen der Neuen Energieversorgung und der einzelnen Verbraucher.

Aus der Sicht der Arten von Ladeeinrichtungen umfasst die aktuelle Ladeinfrastruktur AC-Ladesäulen, DC-Ladesäulen, AC- und DC-integrierte Säulen und drahtlose Ladesäulen. Unter ihnen sind AC-Ladesäulen und DC-Ladesäulen derzeit die beiden wichtigsten Typen auf dem Markt. Der Anwendungsbereich von AC- und DC-integrierten Pfählen ist relativ klein. Obwohl das kabellose Laden eine hohe Nachfrage hat, hat es noch keinen industriellen Maßstab gebildet.


Abbildung 3: Klassifizierung der Ladeinfrastruktur (Quelle: China Charging Infrastructure Development Expected Report 2020-2025)

Die Ladezeit des DC-Ladestapels ist kurz und die durchschnittliche Leistung beträgt 100-120 kW. Laut Marktstatistiken liegt der Durchschnittspreis eines einzelnen Stapels von kommerziellen DC-Ladegeräten weltweit zwischen 100,000 und 150,000 Yuan. Der Einzelstapelpreis von Hochleistungs-DC-Ladesäulen ist jedoch mit einem Durchschnittspreis von 600-700,000 Yuan viel höher. Der durchschnittliche Preis von Wechselstrom-Ladesäulen, auch bekannt als „Langsamladesäulen“, beträgt etwa 5,000-20,000 Yuan.

Die Kosten für die Beschickung von Stapeln umfassen Rohstoffkosten, Herstellungskosten und Arbeitskosten. Unter ihnen sind die Rohstoffkosten die Inputkosten für die Hardware der Ladesäulen, die etwa 90% der Gesamtkosten der Ladesäulen ausmachen. Die für die Ladesäulenbeladung erforderliche Ausrüstung umfasst im Wesentlichen Lademodule, aktive Filterausrüstung, Überwachungs- und Abrechnungsausrüstung sowie Batteriewartungsausrüstung. Darüber hinaus müssen DC-Ladesäulen mit hoher Leistung und Hochspannung zusätzliche Stromverteilungsgeräte wie große Transformatoren, Hoch- und Niederspannungsschutzgeräte usw. installieren.

Nehmen Sie als Beispiel den DC-Ladestapel. Das Lademodul ist die Kernausstattung. Es wird hauptsächlich verwendet, um Wechselstrom in Gleichstrom umzuwandeln, der die Batterie aufladen kann. Dieser Teil der Kosten macht etwa 50 % der Rohmaterialkosten aus, und die aktive Filtervorrichtung macht etwa 15 % aus. Die Kosten für Geräte und Batteriewartungsgeräte machen jeweils 10 % aus.

Unterteilt man die Hardware des Ladestapels weiter, so erkennt man, dass der IGBT die zentrale elektronische Komponente ist, die die Leistung des Lademoduls wirklich beeinflusst Kosten des Lademoduls. Erreichen Sie mehr als 20 %.

Halbleiterhersteller treten in den Markt ein und bieten Gesamtlösungen

Wie kann es bei diesem Technologiefest der „neuen Infrastruktur“ keine Unterstützung von Halbleiterherstellern geben? Natürlich werden sie nie fehlen.

・ ST DC-Schnellladestation-Lösung

STMicroelectronics ist der Ansicht, dass, obwohl eine Architektur basierend auf erneuerbarer Energie und Batteriespeichertechnologie (Entfernen von Ladestationen aus dem Netz) entsteht, die Mainstream-Lösung immer noch über das Netz und die Umrichter erfolgt (Leistungsbereich 120 kW oder mehr, mit einem dreiphasigen Eingangsleistungsfaktor Korrektur (PFC) und eine isolierte DC-DC-Wandler-Versorgung.

ST verfügt über eine starke technische Stärke bei Siliziumkarbid (SiC) und Silizium-Leistungs-MOSFETs, Dioden und Schutzvorrichtungen (TV), isolierten Gate-Treibern und leistungsstarken STM32-Mikrocontrollern. Die aus diesen Geräten bestehende Ladesäulenlösung kann Herstellern von Ladesäulen dabei helfen, hocheffiziente und stromdichte DC-Schnellladestationen zu entwickeln.


Abbildung 4: Blockschaltbild der Lösung ST DC-Schnellladestation (Quelle: ST)

・ TI DC-Ladestationslösung

Das Design von DC-Ladestationen erfordert professionelles Wissen, um die folgenden Funktionen zu erreichen: genaue Erkennung und Steuerung der Stromabgabe direkt an die Autobatterie; hohe Leistungsdichte, um schnellere und höhere Ladestandards zu unterstützen; effiziente PFC- und DC/DC-Wandlung zur Reduzierung von Verlusten; HMI, die den Benutzern eine bequeme Interaktion mit dem System ermöglicht.

Das Referenzdesign der DC-Ladestation (Stapel) von TI (Texas Instruments) dreht sich hauptsächlich um die oben genannten technischen Anforderungen, um Hersteller von Ladesäulen beim schnellen Bau intelligenterer und effizienterer DC-Ladestationen (Stapel) für Elektrofahrzeuge (EV) zu unterstützen.

Ob PFC-Stufe, DC/DC-Leistungsstufendesign oder zentrales Steuerungssystem, jedes Subsystem ist die richtige Komponente, um eine effiziente DC-Ladestation zu konzipieren. Benutzer können das gesamte Referenzdesign direkt verwenden oder nach eigenem Bedarf eines der Subsysteme auswählen.


Abbildung 5: Blockschaltbild der wichtigsten Subsysteme der DC-Ladestationslösung von TI (Quelle: offizielle TI-Website)

・ DC-Ladelösung von Infineon

Infineon Technologies (Infineon Technologies) fasst die Designanforderungen von DC-Ladesäulen für Elektrofahrzeuge in vier Punkten zusammen: Einer besteht darin, die Ausgangsleistung zu erhöhen, um die Ladezeit zu verkürzen; die zweite besteht darin, die Leistungsdichte innerhalb einer Reihe von Ladestationsgrößen zu erhöhen; die dritte besteht darin, die Last zu erhöhen. Effizienz steigern; viertens reduzieren Sie den Stromverbrauch, um Kosteneinsparungen zu erzielen.

Die DC-Ladesäulenlösung von Infineon deckt den Leistungsbereich von Kilowatt bis Megawatt ab. Es handelt sich um eine Reihe hocheffizienter Halbleiterproduktportfolios, darunter hochwertige Leistungshalbleiter, Mikrocontroller, Gate-Treiber-ICs und Sicherheitsauthentifizierungslösungen, um den Bedarf an Schnellladung von EV-Batterien zu decken.


Abbildung 6: DC-Ladelösung von Infineon (Quelle: Mouser Electronics)

Abschließende Bemerkungen

Heutzutage kann eine 120-kW-DC-Ladesäule eine EV-Batterie in 80 Minuten zu fast 30% aufladen. Mit der Verbesserung der Schnellladetechnik soll die Ladezeit weiter verkürzt werden. Im Vergleich zu New Energy Vehicles ist die hardwaretechnische Schwelle von Ladesäulen jedoch deutlich niedriger.

Es ist jedoch immer noch eine große Herausforderung, eine erfolgreiche EV-DC-Ladestromversorgung zu entwickeln. Aus Sicht der Ladesäulenlösungen der Halbleiterhersteller haben sie im Grunde ein komplettes Referenzdesign gegeben. Benutzer können auch eines der Subsysteme für ihr eigenes Design auswählen. Diese flexible Designidee ist beim Laden sehr förderlich. Pile produzierende Unternehmen bewerben ihre Produkte schnell auf dem Markt.

Wie wir alle wissen, wurde der Ladestapel in den Arbeitsbericht der Regierung und in die Skizze des „14. Fünfjahresplans“ aufgenommen. Mit der kontinuierlichen Stärkung des Landes beim Einsatz von Aufgaben der „neuen Infrastruktur“ und der raschen Entwicklung von Fahrzeugen mit neuer Energie wird die Ladesäulenindustrie eine rasante Entwicklung erleben. Bühne. Um den neuen Anforderungen in verschiedenen Anwendungsszenarien effektiv gerecht zu werden, wird die Ladesäulentechnologie weiter optimiert und verbessert und hinsichtlich Sicherheit, COXNUMX-arm, Wirtschaftlichkeit und Komfort deutlich verbessert.