Les piles de charge haute tension résolvent le problème de la vitesse de charge + de l’anxiété liée au kilométrage. On estime que la demande de SiC en 2025 sera d'environ 330 000 pièces.

Les méthodes de charge des piles de chargement sont principalement divisées en charge AC et charge DC. (1) L'essence de la pile de charge CA est une prise avec contrôle, qui comprend principalement un ampèremètre CA, un tableau de commande, un écran d'affichage, un bouton d'arrêt d'urgence, un contacteur CA, un câble de charge et d'autres structures. Le redressement du transformateur n’implique pratiquement pas de dispositifs électriques. (2) La structure des piles de charge CC est plus complexe et comprend des modules de charge, des contrôleurs principaux, des modules de détection d'isolement, des modules de communication, des relais principaux et d'autres pièces. Parmi eux, les modules de chargement, également appelés modules de puissance, sont des composants essentiels avec des seuils techniques dans l'industrie des piles de chargement, représentant environ 50 % du coût total des piles de chargement. À l'heure actuelle, les consommateurs sont plus intéressés par le mode de charge rapide CC, mais les piles de charge en mode de charge rapide CC nécessitent une très grande puissance de charge et une efficacité de charge très élevée, qui doivent être réalisées via une haute tension.

Le module de charge est le composant central de la pile de charge DC. Une pile de chargement est généralement formée en connectant plusieurs modules de chargement en parallèle. Par exemple, une pile de recharge de 120 kW peut être composée de huit modules de recharge de 15 kW ou de quatre modules de recharge de 30 kW. Plus la puissance de sortie d'un seul module de charge est élevée, plus la densité de puissance est élevée, ce qui peut optimiser efficacement l'espace dans la pile. Les composants du module de charge comprennent des dispositifs d'alimentation à semi-conducteurs, des circuits intégrés, des composants magnétiques, des PCB, des condensateurs, des ventilateurs de châssis, etc. Parmi eux, le coût des dispositifs d'alimentation à semi-conducteurs représente environ 30 % du coût total du module de charge, qui est un élément clé du module de charge et d'un appareil électronique. Le cœur de la conversion de puissance et du contrôle des circuits en Chine.

La partie principale où le SiC est actuellement appliqué aux piles de chargement est le dispositif d'alimentation du module de chargement, en particulier le convertisseur AC/DC et le convertisseur DC-DC. Selon les données de Wolfspeed, un module de pile de charge de 25 kW nécessite environ 16 à 20 tubes simples MOSFET en carbure de silicium de 1 200 V. Les modules de pile de charge courants de 15 kW sur le marché utilisent généralement 4 ou 8 MOSFET en carbure de silicium, et le nombre spécifique dépend de la valeur de résistance à l'état passant et du courant de sortie de l'appareil sélectionné. Un problème urgent à résoudre dans l'industrie des véhicules à énergies nouvelles est « l'anxiété liée au kilométrage ». Pour augmenter la vitesse de charge, la puissance de sortie de la pile de charge doit être augmentée et la tension ou le courant de charge doit être augmenté. Selon les données de Wolfspeed, les piles de recharge rapide commerciales actuelles dans mon pays ont une puissance de 100 à 150 kW, et il faut 40 à 27 minutes à un véhicule électrique pour recharger un kilométrage de 400 km. Si la pile de chargement adopte un système de charge rapide haute puissance de 350 kW, le temps de charge requis pour un kilométrage de 400 km peut être considérablement réduit à 12-15 minutes. L'augmentation de la puissance de charge peut être obtenue en augmentant le courant ou la tension. Cependant, si la puissance de charge augmente en augmentant le courant, de nombreux problèmes surviendront. Par conséquent, augmenter la tension pour obtenir une charge rapide à haute puissance est devenu le choix privilégié de l'industrie.

Afin d'augmenter la vitesse de recharge des véhicules électriques et d'atténuer l'anxiété liée au kilométrage, de plus en plus d'équipementiers déploient des plates-formes haute tension 800 V. Le système haute tension 800 V fait généralement référence au système dont la plage de tension du système électrique haute tension de l'ensemble du véhicule atteint 550-930 V, collectivement appelé système 800 V. Porsche Taycan est le premier modèle de plate-forme haute tension 800 V produit en série au monde et a augmenté la puissance de charge maximale à 350 kW. De plus, les Audi e-tronGT, Hyundai Ioniq5 et Kia EV6 utilisent toutes la plateforme haute tension 800V. Dans le même temps, les constructeurs automobiles nationaux s'orientent également vers la plate-forme haute tension 800 V. En 2021, BYD, Geely, Jihu, GAC, Xiaopeng, etc. sortiront successivement des modèles équipés de plateformes 800V.

Pour les piles à charge rapide CC, l'augmentation de la tension de charge à 800 V augmentera considérablement la demande de dispositifs d'alimentation SiC dans les piles de charge. La raison en est que l'utilisation de modules SiC peut augmenter la puissance du module de charge à plus de 60 kW, alors que la conception du tube unique MOSFET/IGBT est toujours au niveau de 15 à 30 kW. Dans le même temps, par rapport aux dispositifs d'alimentation à base de silicium, les dispositifs d'alimentation SiC peuvent réduire considérablement le nombre de modules. Par conséquent, l’avantage de petite taille du SiC présente des avantages uniques dans les scénarios d’application des stations de recharge urbaines de haute puissance et des bornes de recharge. Avec l'augmentation de la demande de suralimentation et de charge rapide, les modules entièrement SiC ont commencé à être largement utilisés dans les piles de chargement. Selon les paramètres du site officiel de diverses entreprises, la plupart des piles de chargement hautes performances avec une architecture 800 V utilisent des modules SiC complets. À l’heure actuelle, le taux de pénétration du SiC dans les piles de chargement n’est pas élevé. En prenant comme exemple les piles de recharge CC, selon les calculs de CASA, le taux de pénétration moyen des dispositifs d'alimentation SiC dans les piles de recharge de véhicules électriques n'a atteint que 10 % en 2018. Cependant, avec l'avènement de l'ère de la tension 800 V, le taux de pénétration du SiC va augmenter. continuer à augmenter. La China Charging Alliance prévoit que d'ici 2025, le taux de pénétration du SiC dans l'industrie chinoise des piles de recharge atteindra 35 %.