شمع های شارژ ولتاژ بالا مشکل سرعت شارژ + اضطراب مسافت پیموده شده را حل می کند. تخمین زده می شود که تقاضا برای SiC در سال 2025 حدود 330000 قطعه باشد.

روش های شارژ شمع های شارژ به طور عمده به شارژ AC و شارژ DC تقسیم می شوند. (1) ماهیت شمع شارژ AC یک سوکت با کنترل است که عمدتاً شامل آمپرمتر AC، برد کنترل، صفحه نمایش، دستگیره توقف اضطراری، کنتاکتور AC، کابل شارژ و سایر ساختارها است. اصلاح ترانسفورماتور به سختی شامل دستگاه های برق می شود. (2) ساختار شمع های شارژ DC پیچیده تر است، از جمله ماژول های شارژ، کنترل کننده های اصلی، ماژول های تشخیص عایق، ماژول های ارتباطی، رله های اصلی و سایر قطعات. در میان آنها، ماژول های شارژ، که به عنوان ماژول های قدرت نیز شناخته می شوند، اجزای اصلی با آستانه های فنی در صنعت شمع شارژ هستند که حدود 50٪ از کل هزینه شمع های شارژ را تشکیل می دهند. در حال حاضر مصرف کنندگان بیشتر به حالت شارژ سریع DC علاقه مند هستند، اما شمع های شارژ در حالت شارژ سریع DC نیاز به توان شارژ بسیار زیاد و راندمان شارژ بسیار بالا دارند که باید از طریق ولتاژ بالا محقق شود.

ماژول شارژ جزء اصلی شمع شارژ DC است. یک شمع شارژ معمولاً با اتصال چندین ماژول شارژ به صورت موازی تشکیل می شود. به عنوان مثال، یک شمع شارژ 120 کیلوواتی می تواند از هشت ماژول شارژ 15 کیلوواتی یا چهار ماژول شارژ 30 کیلوواتی تشکیل شده باشد. هرچه توان خروجی یک ماژول شارژ بیشتر باشد، چگالی توان بیشتر است که می تواند به طور موثر فضای شمع را بهینه کند. اجزای ماژول شارژ شامل دستگاه های برق نیمه هادی، مدارهای مجتمع، قطعات مغناطیسی، PCB، خازن ها، فن های شاسی و غیره می باشد که در این میان هزینه دستگاه های برق نیمه هادی حدود 30 درصد از کل هزینه ماژول شارژ را به خود اختصاص داده است. جزء کلیدی ماژول شارژ و یک دستگاه الکترونیکی است. هسته تبدیل توان و کنترل مدار در چین.

بخش اصلی که در حال حاضر SiC برای شمع های شارژ اعمال می شود، دستگاه برق در ماژول شارژ، به ویژه مبدل AC/DC و مبدل DC-DC است. طبق داده‌های Wolfspeed، یک ماژول شمع شارژ ۲۵ کیلوواتی به حدود ۱۶ تا ۲۰ ولت ۱۲۰۰ ولت کاربید سیلیکون ماسفت تک لوله نیاز دارد. ماژول های اصلی شمع شارژ 15 کیلوواتی موجود در بازار معمولاً از 4 یا 8 ماسفت کاربید سیلیکون استفاده می کنند و تعداد خاص به مقدار مقاومت و جریان خروجی دستگاه انتخاب شده بستگی دارد. یک مشکل فوری که باید در صنعت خودروهای انرژی جدید حل شود "اضطراب مسافت پیموده شده" است. برای افزایش سرعت شارژ، باید توان خروجی شمع شارژ را افزایش داد و ولتاژ یا جریان شارژ را افزایش داد. طبق داده‌های Wolfspeed، شمع‌های شارژ سریع تجاری فعلی در کشور من دارای قدرت 100 تا 150 کیلووات هستند و 40 تا 27 دقیقه طول می‌کشد تا یک وسیله نقلیه الکتریکی 400 کیلومتر مسافت پیموده شده را شارژ کند. اگر شمع شارژ از یک سیستم شارژ سریع پرقدرت 350 کیلووات استفاده کند، زمان شارژ مورد نیاز برای مسافت پیموده شده 400 کیلومتری را می توان تا حد زیادی به 12 تا 15 دقیقه کاهش داد. افزایش قدرت شارژ را می توان با افزایش جریان یا ولتاژ به دست آورد. اما اگر با افزایش جریان، قدرت شارژ افزایش یابد، مشکلات زیادی ایجاد خواهد شد. بنابراین، افزایش ولتاژ برای دستیابی به شارژ سریع پرقدرت، به بهترین انتخاب صنعت تبدیل شده است.

به منظور افزایش سرعت شارژ خودروهای الکتریکی و کاهش اضطراب مسافت پیموده شده، تعداد بیشتری از OEM ها پلتفرم های ولتاژ بالا 800 ولت را به کار می گیرند. سیستم ولتاژ بالا 800 ولت معمولاً به سیستمی اطلاق می شود که محدوده ولتاژ آن از سیستم برق فشار قوی کل وسیله نقلیه به 550-930 ولت می رسد که در مجموع به آن سیستم 800 ولت می گویند. پورشه تایکان اولین مدل پلت فرم ولتاژ بالا 800 ولت تولید انبوه در جهان است و حداکثر قدرت شارژ را به 350 کیلووات افزایش داده است. علاوه بر این، آئودی e-tronGT، هیوندای Ioniq5 و کیا EV6 همگی از پلت فرم ولتاژ بالا 800 ولت استفاده می کنند. همزمان شرکت های خودروسازی داخلی نیز به سمت پلت فرم فشار قوی 800 ولت حرکت می کنند. در سال 2021، BYD، Geely، Jihu، GAC، Xiaopeng و غیره به طور متوالی مدل های مجهز به پلت فرم های 800 ولت را عرضه خواهند کرد.

برای شمع های شارژ سریع DC، ارتقا ولتاژ شارژ به 800 ولت تقاضا برای دستگاه های قدرت SiC در شمع های شارژ را به شدت افزایش می دهد. دلیل آن این است که استفاده از ماژول های SiC می تواند قدرت ماژول شارژ را به بیش از 60 کیلو وات افزایش دهد، در حالی که طراحی ماسفت/IGBT تک لوله هنوز در سطح 30-15 کیلووات است. در عین حال، در مقایسه با دستگاه های قدرت مبتنی بر سیلیکون، دستگاه های قدرت SiC می توانند تعداد ماژول ها را تا حد زیادی کاهش دهند. بنابراین، مزیت اندازه کوچک SiC دارای مزایای منحصر به فردی در سناریوهای کاربردی ایستگاه های شارژ شهری پرقدرت و شمع های شارژ است. با افزایش تقاضا برای سوپرشارژ و شارژ سریع، ماژول های کامل SiC به طور گسترده در شمع های شارژ استفاده می شوند. طبق پارامترهای وب سایت رسمی شرکت های مختلف، اکثر شمع های شارژ با کارایی بالا با معماری 800 ولت از ماژول های کامل SiC استفاده می کنند. در حال حاضر، میزان نفوذ SiC در شمع های شارژ زیاد نیست. با در نظر گرفتن شمع‌های شارژ DC، طبق محاسبات CASA، میانگین ضریب نفوذ دستگاه‌های قدرت SiC در شمع‌های شارژ خودروهای الکتریکی تنها به 10 درصد در سال 2018 رسید. با این حال، با ظهور عصر ولتاژ 800 ولت، ضریب نفوذ SiC خواهد بود. به افزایش ادامه دهد. اتحاد شارژ چین پیش بینی می کند که تا سال 2025، ضریب نفوذ SiC در صنعت شمع شارژ چین به 35٪ خواهد رسید. 3