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），tamenkeyiweichongdianzhantigonglinghuodegonglvliu
，shixianyudianwangzhijiandeshuangxiangyougonggonglvjiaohuan。yinci
，diandongcheliangyekeyongyufuzaikongzhi
，congeryouhuadianwangfuzai。ruguochuxiandianliduanque，cunchuzaiqichedianchizhongdenengliangkeyihuiliubingwendingdianwang（V2G）。

 

直流充電的需求

從cong一yi定ding程cheng度du上shang說shuo，用yong戶hu行xing為wei對dui充chong電dian概gai念nian的de發fa展zhan具ju有you重zhong要yao意yi義yi。但dan歸gui根gen結jie底di
，直zhi流liu充chong電dian站zhan能neng否fou在zai家jia庭ting住zhu宅zhai中zhong廣guang泛fan使shi用yong仍reng取qu決jue於yu電dian動dong汽qi車che廠chang商shang。這zhe其qi中zhong的de關guan鍵jian因yin素su就jiu在zai車che載zai充chong電dian器qi（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
，OBC的de充chong電dian功gong率lv是shi有you限xian的de。而er采cai用yong直zhi流liu充chong電dian
，轉zhuan換huan器qi不bu必bi集ji成cheng在zai電dian動dong車che輛liang中zhong，而er是shi直zhi接jie集ji成cheng在zai充chong電dian站zhan中zhong。如ru此ci一yi來lai，電dian動dong車che輛liang架jia構gou中zhong的de組zu件jian得de以yi減jian少shao

，生sheng產chan成cheng本ben也ye得de以yi降jiang低di。與yu此ci同tong時shi，更geng多duo空kong間jian可ke以yi用yong來lai提ti高gao車che輛liang本ben身shen的de效xiao率lv。這zhe最zui終zhong減jian輕qing了le車che輛liang重zhong量liang
，也ye節jie省sheng了le能neng源yuan
，反fan過guo來lai還hai可ke能neng延yan長chang續xu航hang裏li程cheng。

 

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。

 

ciwai，tanhuaguijuyouchusedecailiaotexing，lirutajuyouzuixiaodezhengxiangdianzuzengchang。yuguiqijianxiangbi，tanhuaguiqijiankeyishixiangengdachengdudefengzhuangxiaoxinghuahejienengxiaoguo。tanhuaguiqihaikeyizaigenggaodehuanjingwenduxiayunxing
，shixiangenggaoxiaolv。zhiliuchongdianzhankeyipeibeibutongtuopudeSiC 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OEMchangshangbixuquebaozhuanhuanqibeijichengzaichongdianzhanzhong，erbushizuoweichezaichongdianqijichengzaicheliangzhong。youcijieshengdeqichekongjiankeyibeigengjiayouxiaodiliyong，shicheliangjubeigengduodegongneng。

 

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