壁掛式直流電源箱可輕鬆安裝在家庭車庫中，並且很容易與光伏（PV）係統對接。光伏係統產生的直流電
，可以通過DC / DC轉換器直接為車輛電池充電。另外還可以安裝一個能量存儲係統（ESS）以利用多餘的能量。存儲係統與充電站
、電動和混合動力車輛
，以及光伏係統組合起來，就可以形成一個自給自足的供電係統

，可以優化能源需求和發電。ESS也是電動車輛舊電池回收利用的最佳方法。盡管這些舊電池不再適合用作車輛的儲能設備，但70%到80%的容量仍可用於要求不高的應用（例如ESS）。這些舊電池被稱為“二次電池”（second-life batteries
，SLB）
，它ta們men可ke以yi為wei充chong電dian站zhan提ti供gong靈ling活huo的de功gong率lv流liu，實shi現xian與yu電dian網wang之zhi間jian的de雙shuang向xiang有you功gong功gong率lv交jiao換huan。因yin此ci，電dian動dong車che輛liang也ye可ke用yong於yu負fu載zai控kong製zhi，從cong而er優you化hua電dian網wang負fu載zai。如ru果guo出chu現xian電dian力li短duan缺que，存cun儲chu在zai汽qi車che電dian池chi中zhong的de能neng量liang可ke以yi回hui流liu並bing穩wen定ding電dian網wang（V2G）。

 

直流充電的需求

congyidingchengdushangshuo，yonghuxingweiduichongdiangainiandefazhanjuyouzhongyaoyiyi。danguigenjiedi，zhiliuchongdianzhannengfouzaijiatingzhuzhaizhongguangfanshiyongrengqujueyudiandongqichechangshang。zheqizhongdeguanjianyinsujiuzaichezaichongdianqi（OBC），OBC必須集成到每輛車中才能通過交流充電站充電。由於汽車電子組件的空間和功率密度存在一定技術限製
，OBCdechongdiangonglvshiyouxiande。ercaiyongzhiliuchongdian，zhuanhuanqibubijichengzaidiandongcheliangzhong，ershizhijiejichengzaichongdianzhanzhong。ruciyilai

，diandongcheliangjiagouzhongdezujiandeyijianshao，shengchanchengbenyedeyijiangdi。yucitongshi，gengduokongjiankeyiyonglaitigaocheliangbenshendexiaolv。zhezuizhongjianqinglecheliangzhongliang，yejieshenglenengyuan，fanguolaihaikenengyanchangxuhanglicheng。

 

根據功率級別選擇適當的拓撲和組件就可以實現更高的功率密度。矽IGBT由於高性價比如今在電動車輛中占據著主導地位。但與之相比
，碳化矽（SiC）MOSFET變換器具有更高的開關頻率，當然其成本也較高，不過這一點可以從係統設計上通過其它組件來彌補。

 

此ci外wai，碳tan化hua矽gui具ju有you出chu色se的de材cai料liao特te性xing，例li如ru它ta具ju有you最zui小xiao的de正zheng向xiang電dian阻zu增zeng長chang。與yu矽gui器qi件jian相xiang比bi，碳tan化hua矽gui器qi件jian可ke以yi實shi現xian更geng大da程cheng度du的de封feng裝zhuang小xiao型xing化hua和he節jie能neng效xiao果guo。碳tan化hua矽gui器qi還hai可ke以yi在zai更geng高gao的de環huan境jing溫wen度du下xia運yun行xing
，實shi現xian更geng高gao效xiao率lv。直zhi流liu充chong電dian站zhan可ke以yi配pei備bei不bu同tong拓tuo撲pu的deSiC MOSFET
，像羅姆等公司已經在批量生產中實現了。

 

直流充電站拓撲結構

充電站實際上由不同的拓撲結構組成，而充電係統通常包含兩個轉換器功率級。AC/DC級將來自市電的AC電壓轉換為DC電壓，然後再通過DC/DC級與電池電壓匹配。DC / DC級還可以調節充電電流並提供安全操作所需的電流隔離（如果原邊側沒有實施隔離的話）。

 

圖2: 直流充電站的三級拓撲結構

 

與兩級拓撲相比

，三級拓撲需要更多的組件
，也具有更高的柵極控製複雜度（尤其是在雙向配置中）
，這可能導致係統尺寸的增大。但是
，三級解決方案可降低總開關損耗並實現最佳EMC特性。

 

比較而言

，兩級拓撲的器件數量少很多，因此係統尺寸也小。若采用最新的SiC技術，利用兩級拓撲也可以實現低開關損耗以及高效率。因此，即使充電電壓範圍為200 V至800 V，SiC技術仍是壁掛式直流電源箱的最佳選擇。

 

拓撲的選擇取決於快速充電站各自的隔離要求。如果市電電壓已經隔離，則無需複雜的DC / DC電路
，這些電路在所謂的“充電站”中常用到；若沒有隔離，盡管直流充電站具有寬電壓輸出和風冷係統
，通常它們仍需使用類似車載充電器（OBC）的de拓tuo撲pu。這zhe些xie隔ge離li線xian路lu通tong常chang意yi味wei著zhe高gao昂ang的de成cheng本ben支zhi出chu，對dui家jia庭ting住zhu宅zhai或huo公gong共gong充chong電dian站zhan來lai說shuo幾ji乎hu不bu值zhi。因yin此ci，通tong常chang使shi用yong具ju有you隔ge離li拓tuo撲pu的de充chong電dian站zhan來lai確que保bao充chong電dian過guo程cheng中zhong的de安an全quan。

 

結論

與(yu)交(jiao)流(liu)充(chong)電(dian)站(zhan)相(xiang)比(bi)，直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)站(zhan)具(ju)有(you)更(geng)高(gao)的(de)功(gong)率(lv)密(mi)度(du)和(he)更(geng)短(duan)的(de)充(chong)電(dian)時(shi)間(jian)。另(ling)外(wai)
，由(you)於(yu)其(qi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)電(dian)源(yuan)直(zhi)接(jie)位(wei)於(yu)充(chong)電(dian)點(dian)中(zhong)
，直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)站(zhan)技(ji)術(shu)使(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)內(nei)部(bu)擁(yong)有(you)更(geng)多(duo)的(de)可(ke)用(yong)空(kong)間(jian)。快(kuai)速(su)直(zhi)流(liu)充(chong)電(dian)站(zhan)（DC）在公共場所尤為常見，但也有一些適合家庭住宅的直流充電設計，例如壁掛式直流電源箱（DC Wallbox）。它很容易安裝在家庭車庫中，而且還可以連接到家用光伏係統。采用碳化矽功率器件可以優化功率密度

、係統尺寸與成本。但住宅直流充電站是否真的會流行，將取決於電動汽車廠商的推動。電動車OEM廠(chang)商(shang)必(bi)須(xu)確(que)保(bao)轉(zhuan)換(huan)器(qi)被(bei)集(ji)成(cheng)在(zai)充(chong)電(dian)站(zhan)中(zhong)，而(er)不(bu)是(shi)作(zuo)為(wei)車(che)載(zai)充(chong)電(dian)器(qi)集(ji)成(cheng)在(zai)車(che)輛(liang)中(zhong)。由(you)此(ci)節(jie)省(sheng)的(de)汽(qi)車(che)空(kong)間(jian)可(ke)以(yi)被(bei)更(geng)加(jia)有(you)效(xiao)地(di)利(li)用(yong)
，使(shi)車(che)輛(liang)具(ju)備(bei)更(geng)多(duo)的(de)功(gong)能(neng)。

 

（參考原文：Efficient DC Charging Stations for the Garage）