Korkeajännitteiset latauspaalut ratkaisevat latausnopeuden + ajokilometri-ahdistuksen ongelman. Vuonna 2025 piikarbidin kysynnän arvioidaan olevan noin 330 000 kappaletta

Latauspaalujen lataustavat jaetaan pääasiassa vaihtovirta- ja tasavirtalataukseen. (1) AC-latauspinon ydin on ohjauksella varustettu pistorasia, joka sisältää pääasiassa AC-ampeerimittarin, ohjauslevyn, näytön, hätäpysäytysnupin, AC-kontaktorin, latauskaapelin ja muut rakenteet. Muuntajan tasasuuntaukseen ei juurikaan liity teholaitteita. (2) DC-latauspaalujen rakenne on monimutkaisempi, mukaan lukien latausmoduulit, pääohjaimet, eristyksen havaitsemismoduulit, viestintämoduulit, pääreleet ja muut osat. Näistä latausmoduulit, jotka tunnetaan myös tehomoduuleina, ovat ydinkomponentteja, joilla on teknisiä kynnysarvoja latauspaaluteollisuudessa, ja niiden osuus on noin 50 % latauspaalujen kokonaiskustannuksista. Tällä hetkellä kuluttajat ovat eniten kiinnostuneita DC-pikalataustilasta, mutta DC-pikalataustilan latauspaalut vaativat erittäin suuren lataustehon ja erittäin korkean lataustehokkuuden, mikä on toteutettava korkeajännitteellä.

Latausmoduuli on DC-latauspakan ydinkomponentti. Latauspino muodostetaan yleensä kytkemällä useita latausmoduuleja rinnakkain. Esimerkiksi 120 kW:n latauspino voi koostua kahdeksasta 15 kW:n latausmoduulista tai neljästä 30 kW:n latausmoduulista. Mitä suurempi yhden latausmoduulin lähtöteho on, sitä suurempi on tehotiheys, mikä voi tehokkaasti optimoida pinon tilan. Latausmoduulin komponentteja ovat puolijohdeteholaitteet, integroidut piirit, magneettikomponentit, piirilevyt, kondensaattorit, alustatuulettimet jne. Näistä puolijohdeteholaitteiden hinta on noin 30 % latausmoduulin kokonaiskustannuksista, mikä on latausmoduulin ja elektronisen laitteen avainkomponentti. Tehon muuntamisen ja piiriohjauksen ydin Kiinassa.

Pääosa, jossa piikarbidia käytetään tällä hetkellä latauspaaluihin, on latausmoduulin teholaite, erityisesti AC/DC-muunnin ja DC-DC-muunnin. Wolfspeed-tietojen mukaan 25 kW:n latauspaalumoduuli tarvitsee noin 16-20 1200 V piikarbidin MOSFET-yksiputkea. Yleisimmät 15 kW:n latauspaalumoduulit markkinoilla käyttävät yleensä 4 tai 8 piikarbidi-MOSFETiä, ja tietty määrä riippuu valitun laitteen päällekytkentäarvosta ja lähtövirrasta. Kiireellinen ongelma, joka on ratkaistava uudessa energiaajoneuvoteollisuudessa, on "kilometrimäärän ahdistus". Latausnopeuden lisäämiseksi on nostettava latauspakan lähtötehoa ja lisättävä latausjännitettä tai -virtaa. Wolfspeed-tietojen mukaan kotimaani nykyisten kaupallisten valtavirran pikalatauspaalujen teho on 100–150 kW, ja sähköajoneuvolla kestää 40–27 minuuttia ladata 400 kilometriä. Jos latauspaalussa on 350 kW:n suuritehoinen pikalatausjärjestelmä, 400 km:n ajokilometrin latausaika voidaan lyhentää huomattavasti 12-15 minuuttiin. Lataustehoa voidaan lisätä lisäämällä virtaa tai jännitettä. Jos lataustehoa kuitenkin lisätään lisäämällä virtaa, syntyy monia ongelmia. Siksi jännitteen nostamisesta suuren tehon pikalatauksen saavuttamiseksi on tullut alan suosituin valinta.

Sähköajoneuvojen latausnopeuden lisäämiseksi ja mittarilukemapelon lievittämiseksi yhä useammat OEM-valmistajat ottavat käyttöön 800 V:n suurjännitealustoja. 800 V suurjännitejärjestelmällä tarkoitetaan yleensä järjestelmää, jonka koko ajoneuvon suurjännitesähköjärjestelmän jännitealue on 550-930 V, yhteisnimitystä 800 V järjestelmä. Porsche Taycan on maailman ensimmäinen massatuotantona valmistettu 800 V:n suurjännitealustamalli, ja se on nostanut enimmäislataustehon 350 kW:iin. Lisäksi Audi e-tronGT, Hyundai Ioniq5 ja Kia EV6 käyttävät kaikki 800 V:n suurjännitealustaa. Samaan aikaan myös kotimaiset autoyritykset ovat siirtymässä kohti 800 V:n suurjännitealustaa. Vuonna 2021 BYD, Geely, Jihu, GAC, Xiaopeng jne. julkaisevat peräkkäin 800 V alustoilla varustettuja malleja.

DC-pikalatauspaaluissa latausjännitteen nostaminen 800 V:iin lisää huomattavasti piikarbiditeholaitteiden kysyntää latauspaaluissa. Syynä on, että SiC-moduulien käyttö voi nostaa latausmoduulin tehon yli 60 kW:iin, kun taas MOSFET/IGBT-yksiputken suunnittelu on edelleen 15-30 kW:n tasolla. Samanaikaisesti piipohjaisiin teholaitteisiin verrattuna SiC-teholaitteet voivat vähentää moduulien määrää huomattavasti. SiC:n pienen koon edulla on siis ainutlaatuisia etuja kaupunkien suuritehoisten latausasemien ja latauspaalujen sovellusskenaarioissa. Ahtauksen ja pikalatauksen kysynnän kasvaessa täys-SiC-moduuleja on alettu käyttää laajalti latauspaaluissa. Eri yritysten virallisten verkkosivustojen parametrien mukaan useimmat korkean suorituskyvyn latauspaalut 800 V:n arkkitehtuurilla käyttävät täydellisiä SiC-moduuleja. Tällä hetkellä piikarbidin tunkeutumisaste panospaaluissa ei ole korkea. Esimerkkinä DC-latauspaalut, CASA:n laskelmien mukaan piikarbidin teholaitteiden keskimääräinen tunkeutumisaste sähköajoneuvojen latauspaaluissa oli vain 10 % vuonna 2018. Kuitenkin 800 V:n jännitteen aikakauden tullessa piikarbidin tunkeutumisaste laskee. jatkaa nousuaan. China Charging Alliance ennustaa, että vuoteen 2025 mennessä piikarbidin tunkeutumisaste Kiinan latauspaaluteollisuudessa on 35%.