電動車暨充電設備設計解密研討會特別報導

V2X供電充滿想像空間 意法積極布局雙向技術

作者: 黃繼寬
2024 年 03 月 29 日

在電動車數量大幅增加後,車上搭載的動力電池已被視為重要的儲能裝置。雖然V2G供電還有一些商業模式跟電力規範的問題需要釐清,但如果只看純錶後應用,用電動車為住宅裡的電器設備供電,甚至是把電動車當作超大型行動電源使用,都已經開始出現在市場上。這也意味著電動車上的OBC,以及為電動車供電的充電設備,將來都需要具備支援雙向電流的能力。看好雙向電流的設計趨勢,意法半導體(ST)已備妥全方位解決方案。

意法半導體亞太區電源管理市場與應用部門經理林鈺朝(圖)指出,目前不管是AC/DC充電器或DC/DC充電器,都還是以單向電流為主,雙向電流設計則還處在試水溫的階段,但考量到大量電動車充電對電網造成的負荷,意法相信,支援雙向電流終將會成為趨勢。因此,意法在雙向電流方面,已積極展開布局。

圖 意法半導體亞太區電源管理市場與應用部門經理林鈺朝認為,電動車充電設備支援雙向電流,將是擋不住的趨勢。

 

事實上,充電設備要支援雙向電流,在技術上已經沒有太大問題。AC/DC跟DC/DC充電設備,各自有幾種主流的候選拓撲。例如AC/DC充電設備,典型的三相六開關整流就可以實現雙向設計,也能選擇3L T-type拓撲來實現雙向電流;DC/DC充電設備則可選擇雙主動橋式拓撲(Dual Active Bridge, DAB)或CLLC拓撲。

不過,不同的拓撲還是有不同的優劣勢。例如三相六開關整流的電壓應力較大,需要選用成本比較高昂的1200V元件,且因為需要更快的開關速度,所以碳化矽(SiC)會是比較理想的選擇;3L T-Type的挑戰則在於其控制模式較為複雜,需要搭配性能較強大的MCU。至於在雙向DC/DC方面,DAB在高功率狀態下有很明顯的優勢,但如果是低功率狀態,表現會比較不理想,EMI問題也比較明顯;CLLC則是在高功率應用方面受到比較大的限制。

意法在電動車OBC跟充電設備領域已耕耘多年,並發展出完整的產品組合來滿足開發者需求。不管是MCU、開關元件/模組、感測/計量或連線,都有對應的產品方案。而面對越來越複雜的電路控制需求,意法在韌體開發方面,也提供更完善的開發工具,協助客戶用更短時間完成韌體設計。

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