半導(dǎo)體廠商onsemi發(fā)布技術(shù)白皮書，系統(tǒng)梳理了電動汽車直流快充（DCFC）基礎(chǔ)設(shè)施從100kW“充電磚”向兆瓦級超充演進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)與設(shè)計(jì)實(shí)踐。隨著全球電動汽車市場加速滲透，支持400V/800V乃至更高電壓平臺的超充需求激增，行業(yè)正逐步將平臺電壓從800V提升至1000V以上。

白皮書指出，兆瓦級充電系統(tǒng)的核心在于高功率模塊的模塊化并聯(lián)與熱管理創(chuàng)新?；跇?biāo)準(zhǔn)化的50kW或100kW功率模塊并行運(yùn)行，系統(tǒng)可通過增加模塊數(shù)量實(shí)現(xiàn)功率線性擴(kuò)展，并支持N+1冗余。為匹配乘用車800–1000V電池組及商用車超1kV電池包的趨勢，1500VDC已成為充電器輸出的標(biāo)準(zhǔn)化上限，旨在壓縮線纜I2R損耗、減小銅材截面積并緩解連接器熱負(fù)荷，尤其適配液冷充電槍的散熱限制。

在電源架構(gòu)方面，100kW DCFC模塊采用兩級轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)。交流-直流前端普遍采用三相有源整流與功率因數(shù)校正（PFC），其中三電平T-NPC拓?fù)淇蓪⑵骷妷簯?yīng)力減半，降低開關(guān)損耗與電流紋波，并原生支持雙向運(yùn)行。仿真數(shù)據(jù)顯示，該P(yáng)FC級在480VAC輸入、1200VDC輸出時效率可達(dá)98.9%。直流-直流隔離級則以移相全橋（DAB）和LLC/CLLC諧振拓?fù)錇橹?，DAB憑借固定開關(guān)頻率、零電壓/零電流開關(guān)（ZVS/ZCS）能力及緊湊的EMI特性，適用于需協(xié)調(diào)光伏、儲能與車輛負(fù)載的多端口站點(diǎn)。該100kW設(shè)計(jì)采用兩臺50kW DAB并聯(lián)，每級均使用F2半橋SiC功率集成模塊（PIM），開關(guān)頻率近100kHz，結(jié)溫在液冷條件下穩(wěn)定低于125°C。

演示樣機(jī)實(shí)測表明，該模塊峰值效率超過97%，標(biāo)稱效率在全工作區(qū)間保持在96%–97%之間。輸出電壓覆蓋400–1500VDC，Zui大輸出電流達(dá)1kA，總諧波失真≤5%，滿載功率因數(shù)≥0.99。熱管理采用閉環(huán)液冷，冷卻液入口溫度支持-40°C至+45°C，流量4–10 LPM，定制冷板針對PFC與DAB熱點(diǎn)優(yōu)化翅片布局與流道壓降。整機(jī)功率重量比約1.6kW/kg，功率體積比約2.1kW/L，外殼滿足IP10防護(hù)及≤95%非冷凝濕度要求。

在電磁兼容與安全標(biāo)準(zhǔn)方面，系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合EN 55011 Class A（歐盟）與FCC Part 15 Class A（美國）限值，并滿足或超越IEC 61851及SAE J1772電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)范。通信控制層集成CAN接口與10BASE-T1S以太網(wǎng)，配合嵌入式PWM控制器實(shí)現(xiàn)功率流管理與保護(hù)協(xié)同。

除高功率PIM外，onsemi同步推出T2PAK頂部散熱EliteSiC MOSFET，主要面向充電站輔助電路（如輔助轉(zhuǎn)換器、中低功率DC/DC軌、接觸器驅(qū)動及冷卻泵逆變器）。傳統(tǒng)底部散熱貼片封裝易受PCB熱阻限制，而T2PAK將熱量直接導(dǎo)向散熱器，降低結(jié)到散熱器熱阻，允許更密集的布局與更高的連續(xù)電流承載能力，適用于650V單相AC/DC或交錯Boost拓?fù)洹?/p>

白皮書總結(jié)認(rèn)為，從25kW基礎(chǔ)模塊堆疊至100kW功率單元，再結(jié)合頂部散熱分立器件優(yōu)化分布式子系統(tǒng)，構(gòu)成了支撐未來800–1500V車型高效可靠充電的參考設(shè)計(jì)矩陣。該技術(shù)路線為公共多兆瓦充電站的高壓、雙向及液冷高密度部署提供了工程依據(jù)。