【導讀】在電動化趨勢推動之下，新能源汽車產業拾級而上
，燃油車全麵退出已成為不可逆轉的趨勢。EV Volumes數據顯示
，2021年全球新能源汽車銷量為675萬輛，同比增長108%，滲透率突破8.3%。顯而易見，隨著新能源汽車“三電係統”，電池、電驅
、電控等技術在創新升級中逐步完善，新能源汽車市場滲透率將大幅提升，逐漸完成“政策驅動”向“市場驅動”的過渡。

圖1：2012-2021全球新能源汽車市場趨勢

（圖源：EV Volumes）

新能源汽車市場潛力廣闊，但長期以來

，續航裏程短、充電時間長、電池安全性等問題仍然掣肘著新能源汽車的發展。為此
，主流車企積極尋求破局之道，提升電池容量
、提高補能效率、縮短充電時間逐漸成為突破瓶頸的切入點。

理(li)論(lun)上(shang)，在(zai)帶(dai)電(dian)量(liang)相(xiang)同(tong)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，充(chong)電(dian)功(gong)率(lv)越(yue)高(gao)，充(chong)電(dian)速(su)度(du)就(jiu)越(yue)快(kuai)。因(yin)而(er)
，提(ti)高(gao)充(chong)電(dian)功(gong)率(lv)成(cheng)為(wei)有(you)效(xiao)化(hua)解(jie)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)裏(li)程(cheng)焦(jiao)慮(lv)的(de)途(tu)徑(jing)之(zhi)一(yi)。對(dui)於(yu)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)而(er)言(yan)，升(sheng)級(ji)大(da)功(gong)率(lv)快(kuai)充(chong)牽(qian)一(yi)發(fa)動(dong)全(quan)身(shen)，勢(shi)必(bi)帶(dai)動(dong)著(zhe)半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)器(qi)件(jian)的(de)替(ti)換(huan)與(yu)升(sheng)級(ji)。

在高壓、大電流架構之下
，無論是整車係統還是充電樁
、電池
、電驅、PTC輔助、空調係統等需要重新適配，充電槍、線束、接觸器和熔斷器等也需根據高壓架構來調整。功率半導體需具備更高耐壓等級和開關損耗，磁性元件也朝著高功率
、小尺寸、模塊化方向發展。本文將以磁性元件和保護器件為例
，說明大功率超級快充如何影響電動汽車充電係統的元器件選擇。

大功率快充帶動整車元器件全麵升級

業界普遍認為，大功率快充要求充電電流大於2C
，充電時間小於30分鍾，而其實現方式無外乎提高電流或提升電壓兩種。低壓大電流模式將會增加電氣係統發熱量，對散熱技術
、線束標準以及空間都提出了更高要求，提升至600A已是極限，難以滿足更為快速的充能需求。高壓技術路線則可降低熱損耗、減輕整車質量
、優化動力結構、提高安全性能，從而成為提升充電速率的最佳選擇。

通過大功率快充，充電產生的熱量將大幅提高

，對元器件耐壓等級、絕緣性能、開關損耗、抗kang高gao溫wen性xing能neng等deng方fang麵mian提ti出chu了le更geng高gao的de要yao求qiu。對dui於yu元yuan器qi件jian製zhi造zao商shang而er言yan，挑tiao戰zhan也ye隨sui之zhi而er來lai。以yi磁ci性xing元yuan件jian為wei例li，元yuan器qi件jian製zhi造zao商shang不bu僅jin需xu要yao研yan發fa更geng高gao性xing能neng的de高gao頻pin磁ci性xing材cai料liao
，提ti高gao元yuan器qi件jian性xing能neng參can數shu，還hai需xu要yao提ti高gao生sheng產chan工gong藝yi以yi滿man足zu複fu雜za多duo變bian的de工gong藝yi要yao求qiu，同tong時shi不bu斷duan縮suo小xiao元yuan器qi件jian尺chi寸cun。

另ling外wai
，安an全quan性xing能neng是shi大da功gong率lv快kuai充chong的de一yi大da痛tong點dian，保bao證zheng高gao壓ya電dian路lu係xi統tong安an全quan可ke靠kao應ying該gai從cong元yuan器qi件jian製zhi造zao商shang處chu著zhe手shou。除chu了le提ti高gao元yuan器qi件jian的de耐nai壓ya等deng級ji與yu絕jue緣yuan性xing能neng
，元yuan器qi件jian製zhi造zao商shang還hai需xu要yao對dui保bao險xian絲si等deng保bao護hu器qi件jian進jin行xing優you化hua，提ti高gao其qi分fen斷duan與yu滅mie弧hu能neng力li。

就國內而言，為縮短充電時間，提高補能效率，推動新能源汽車全麵普及，比亞迪
、小鵬、吉利、華為等主流企業紛紛入場
，推出高壓平台解決方案，為大功率快充應用落地提速。預計到2026年，800V以上高壓平台銷量將超過580萬輛
，占電動汽車50%以上，而800V以上高壓平台車型存量可達1,300萬左右。

此(ci)外(wai)，電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)傳(chuan)導(dao)充(chong)電(dian)連(lian)接(jie)裝(zhuang)置(zhi)國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)也(ye)已(yi)於(yu)今(jin)年(nian)初(chu)正(zheng)式(shi)啟(qi)動(dong)修(xiu)訂(ding)。超(chao)級(ji)充(chong)電(dian)技(ji)術(shu)標(biao)準(zhun)的(de)修(xiu)訂(ding)，意(yi)味(wei)著(zhe)大(da)功(gong)率(lv)快(kuai)充(chong)正(zheng)式(shi)納(na)入(ru)國(guo)家(jia)標(biao)準(zhun)體(ti)係(xi)
，進(jin)一(yi)步(bu)推(tui)動(dong)國(guo)內(nei)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)產(chan)業(ye)向(xiang)大(da)功(gong)率(lv)快(kuai)充(chong)邁(mai)進(jin)。在(zai)此(ci)標(biao)準(zhun)下(xia)，充(chong)電(dian)電(dian)壓(ya)最(zui)高(gao)可(ke)達(da)1,000V（1,500V）
，最大電流達600A，充電功率最高可提升至900kW，充電時間大幅縮短至10分鍾以內。

電源轉換係統麵臨全麵升級

隨著新能源汽車邁入大功率快充時代，充電電壓提高至800V，甚至突破1,000V
，對充電模塊轉換裝置提出了更高的要求。作為電動汽車電源轉換係統的重要組成部分，整流器、薄膜電容、磁性元件等器件在汽車充電模組中占據了較大空間比例，其性能關乎整個轉換模組的優劣。

貿澤電子在售的超快整流器VS-E5PX6012L-N3
，是一款來自Vishay的X係列1,200V第五代FRED Pt® 整流器。從其參數來看，VS-E5PX6012L-N3的重複峰值反向電壓可達1,200V，均值正向電流的最大額定值為60A。在100Hz正弦波

，殼溫為45℃條件下，正向單次浪湧電流可達420A，具有良好的抗衝擊和過電流能力。

圖2：VS-E5PX6012L-N3

（圖源：Vishay）

在正向電流為60A，結溫為125℃時，VS-E5PX6012L-N3的正向壓降最大約2.1V，導通損耗較低
；在結溫為25℃的條件下，當反向電壓為1,200V時
，該整流器的反向電流最大值僅為50μA

，具有低正向壓降和低反向電流的特性。

圖3：正向壓降特性以及反向電流
、反向電壓典型值

（圖源：Vishay）

在正向電流為60A
、反向電壓為800V時，VS-E5PX6012L-N3反向恢複時間約90ns，開關特性良好
；峰值恢複電流為32A，反向恢複電荷為1570nC，大幅降低了器件導通損耗及關斷損耗。

整體而言
，VS-E5PX6012L-N3整流器具備低導通損耗和開關損耗的獨特優勢
，是軟開關/諧振高頻轉換器的最佳選擇。該器件專為提高PFC效率和EV/HEV電池充電站的輸出整流級、太陽能逆變器的升壓級和UPS應用而設計
，可與MOSFET或高速IGBT完美匹配。

圖4：VS-E5PX6012L-N3動態特性

（圖源：Vishay）

同時，VS-E5PX6012L-N3采用TO-247AD 2L（單二極管）封裝
，工作溫度範圍寬
、高溫特性好，擁有更高的可靠性，可適應-55℃到+175℃溫度範圍內的不同工作環境。

與同類矽片解決方案相比

，整流器的損耗降低10%。該整流器大幅提高了係統效率，導通損耗降低了10%。針對頻率範圍為50kHz的應用
，在相同的正向電壓條件下，VS-E5PX6012L-N3的開關損耗與Qrr（反向恢複電荷）降低了超過40%
，為客戶提供了更加經濟高效的替代方案。

同樣來自製造商Vishay的MKP339 X2抗幹擾薄膜電容器，在貿澤電子網站上的製造商編號為BFC2339xxxxx。MKP339 X2係列電容器是一款MKP（金屬化聚丙烯薄膜）徑向灌封型電容
，具有損耗小、內部溫升小、擊穿可自愈、阻燃性能良好等優勢。

圖5：MKP339 X2抗幹擾薄膜電容器

（圖源：Vishay）

具體來看，如製造商編號為BFC233926224的電容器
，電容值為0.22μF，容差為±20%
，引線間隔為15mm，額定交流電壓值達310V，額定直流電壓值為630V。此外，此電容器工作溫度範圍在-55℃至+110℃之間，且在寬溫度範圍內，電容值與耗散因數仍可保持高度穩定，具有優秀的耐高溫與高頻絕緣性能。

整體而言，MKP339 X2係列電容器的引線間距覆蓋從7.5mm到27.5mm的範圍

，符合AEC-Q200標準要求。此外，MKP339 X2薄膜電容器的電容範圍為0.001μF至4.7μF，能夠滿足絕大多數高電壓
、大電流及高脈衝強度電路的參數需求
，適用於標準跨線X2應用。與其他技術相比，MKP339 X2薄膜電容器的電容值更高
，且內部串聯結構能夠保持電容量

，延長使用壽命。

圖6：薄膜
、陶瓷片和多層EMI抑製電容器典型電路及安規電容器圖

（圖源：Vishay）

在新能源汽車的大功率模塊應用中，還可以使用集成模塊產品
，在電動交通領域
，Bel Power Solutions有非常高效的車載電源轉換產品，為電動卡車
、電動大巴、電動乘用車以及混合動力汽車提供包括DC-DC轉換器、車載充電器和DC-AC逆變器等解決方案。

BEL的350DNC40-12-8G，就是一款適合新能源汽的隔離式DC/DC降壓轉換器。350DNC40-12-8G的突出優勢是輸出功率高且效率高，單個產品功率高達4kW
，4個組合輸出功率最高達16kW。可將HVDC電壓轉換為適合為低壓（12VDC/24VDC）附件供電的LVDC電壓，兼具高效率、高可靠性

、低輸出電壓噪聲、出色的動態響應等優勢
，廣泛適用於混合動力（HEV）汽車和電動汽車等領域。

該轉換器可將240V-430V直流高壓電轉換為12V低壓直流電，輸出最大電流支持278A。同時
，350DNC40-12-8G配置了CAN總線串行接口，可通過軟件調節輸出電壓平均值。350DNC40-12-8G防水等級為IP65和IP67，輸入輸出之間完全電隔離
，可實現過溫、輸出過壓和過流保護
、輸入和輸出反極性保護

，能夠有效降低抑製紋波
，避免電磁幹擾，提高整車充電係統安全性能。

在保證係統可靠性和穩定性的前提下，350DNC40-12-8G典型效率達到93%，通過搭載BCL25-700-8車載電池充電器，可有效縮短整車係統充電時間
，提高整車續航裏程。

圖7：350DNC40-12係列降壓轉換器

（圖源：Bel Power Solutions）

此外，Bel Power Solutions還為350DNC40-12-8G搭配了相應的接插件套件350DNC40-CON-KIT-9G，配套使用350DNC40-CON-KIT-9G
，為350DNC40-12-8G的可靠性與安全性提供了更佳保障。

構築完善的高壓安全架構

對於大功率快充而言，其工作電壓遠高於安全電壓
，放電電流也高達數十安，乃至上百安，一旦發生過載、短路或漏電等情況，將會對整車係統或器件造成熱損傷、絕緣破壞
，甚至發生起火、爆(bao)炸(zha)或(huo)人(ren)身(shen)傷(shang)亡(wang)事(shi)故(gu)。因(yin)此(ci)，如(ru)何(he)保(bao)障(zhang)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)係(xi)統(tong)和(he)高(gao)壓(ya)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)可(ke)靠(kao)，優(you)化(hua)高(gao)壓(ya)係(xi)統(tong)安(an)全(quan)回(hui)路(lu)設(she)計(ji)，逐(zhu)漸(jian)成(cheng)為(wei)當(dang)前(qian)主(zhu)流(liu)車(che)企(qi)亟(ji)待(dai)解(jie)決(jue)的(de)難(nan)題(ti)。

麵向高壓電路係統，通過在回路中配置熔斷器/保險絲、NTC熱敏電阻等器件

，可實現溫度實時監測與控製，在電路發生過電流、過電壓或過溫的情況下，能夠快速切斷電路、熄滅電弧
，從而確保整車係統安全及人身安全。

貿澤在售的來自Bel Fuse的快斷式保險絲0ADAC0600-BE，采用了6.3mm x 32mm緊湊型封裝
，外形纖薄體積小，有助於整車安全係統小型化設計。

圖8：快斷式保險絲0ADAC0600-BE

（圖源：Bel Fuse）

0ADAC0600-BE的額定電壓為600VAC/DC
，額定電流為0.6A，分斷能力高達10kA，在過載或短路時擁有非常快速的響應速度
，10倍額定電流時可在0.001至0.01秒之內斷開電路。

ciwai，gaibaoxiansihaicaiyongtaocicailiaozhibei，nenggouzaidianliuguozaishikuaisuqieduanfashengguzhangdezixitong

，baozhengqiyuzixitongnenggouzhengchangyunxing，weigaonenglianghedagonglvyingyongtigongguodianliuanquanbaohu，jidadijianshaoleyindianqiguzhangyinfadezhengjitanhuan。

圖9：保險絲時間電流曲線

（圖源：Bel Fuse）

整體而言
，0ADAC0600-BE保險絲在高壓係統中的快速分斷能力，在電動汽車高壓快充應用中極具優勢。因此
，在汽車DC/DC轉換模塊、功率逆變器等應用領域
，0ADAC0600-BE保險絲可提供穩定可靠的安全保護功能。

總結

從成本與技術角度來看，大功率高壓快充正逐步成為新能源汽車的標配
，眾多主流車企相繼推出800V高壓平台架構，並加速向1,000V甚(shen)至(zhi)更(geng)高(gao)電(dian)壓(ya)架(jia)構(gou)演(yan)進(jin)升(sheng)級(ji)。大(da)功(gong)率(lv)快(kuai)充(chong)趨(qu)勢(shi)之(zhi)下(xia)，整(zheng)車(che)係(xi)統(tong)及(ji)充(chong)電(dian)樁(zhuang)所(suo)配(pei)置(zhi)的(de)半(ban)導(dao)體(ti)元(yuan)器(qi)件(jian)都(dou)需(xu)要(yao)重(zhong)新(xin)選(xuan)型(xing)
，以(yi)適(shi)配(pei)高(gao)壓(ya)係(xi)統(tong)對(dui)器(qi)件(jian)耐(nai)壓(ya)等(deng)級(ji)、耐高溫、絕緣、低損耗等方麵的更高需求。

作為全球領先的電子元件分銷商，貿澤電子提供了豐富多元的磁性元件、整流器、薄膜電容、保護元件等器件品類
，能夠滿足大功率快充全部的元器件升級替換需求，幫助車企用更低的總體擁有成本實現更為安全可靠、靈活高效的汽車架構升級目標。

來源：貿澤電子

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