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《實現電動汽車快速充電教程》從技術層面深入探討驅動下一代電動汽車充電系統的架構設計與相關器件。重點涵蓋兆瓦級電動汽車充電技術背后的設計挑戰與創新、分立式方案和功率集成模塊 (PIM) 方案如何助力構建可擴展、 高效且可靠的快速充電基礎設施。我們已經介紹過：
??兆瓦級充電系統架構、雙有源橋的應用前景等
??電動汽車充電樁的電壓等級分類、現代電動汽車充電樁的規格概覽
本文將介紹分立組裝與模塊組裝、兆瓦級充電的可行性實現路徑、液冷難題等。
1 級充電樁和部分 2 級充電樁最有可能在設計中使用分立半導體器件。 但是， 高壓充電樁需要采用散熱性能更優的器件， 分立器件與 PIM 器件散熱方式的對比清晰地說明了這一點。
如圖所示， 各示意圖的上半部分為兩種封裝的芯片至散熱器的機械組裝剖面， 同時標出了結溫測量點。 下半部分顯示了每種機械組裝的熱電氣模型。 這里， 功率流用電流表示， 溫度用電壓表示。
對這些電氣狀態進行建模時， 分立組裝的引腳漏電阻參數 (PON 37W – 49W) 遠高于模塊組裝 (18W – 24W)。 分立封裝不提供電氣隔離。 因此， 即使手動引入熱防護加固措施， 也不可能從分立封裝中導出 40W 以上的熱損耗。 在所示位置，分立組裝的理論熱結溫升幅 ΔTJH 可能高達 290°C， 而在對應位置， PIM 的溫度升幅僅有 38°C。 對于高壓應用而言， PIM 模塊封裝可能是唯一選擇。
令許多人感到驚訝的是， 電動汽車充電系統在充電過程中， 最熱的部分竟然是連接器。 如今， 所有政府認可的國際標準 EVC 連接器都必須配備液體冷卻液的進出口管。 該冷卻系統是一個閉環系統， 冷卻液永久密封在其管道和收集罐中。 沒有液體從外部注入。
液冷是目前為止改善結溫的最佳方法， 不僅能夠延緩功率器件的老化效應， 還能增強焊點和引線鍵合的強韌性。 然而， 在充電站中， 除了已有的回路之外， 再增加一個獨立的液體循環回路來保護電源轉換器電子元件， 可能并不現實。
未完待續，后續推文將陸續介紹功率因數校正 (PFC) 級、諧振電源轉換級、打造更快速電動汽車充電系統的安森美方案、現代地面交通的演進等。
?點個星標，茫茫人海也能一眼看到我?
