近日，比亞迪在超充技術(shù)領(lǐng)域的最新突破引發(fā)了行業(yè)的廣泛關(guān)注。3月9日，博主@常巖 CY在微博上曝光了一張據(jù)稱是比亞迪新款超充設(shè)備的照片，該設(shè)備電壓高達(dá)1000V，功率更是達(dá)到了1000kW。

這意味著，隨著超充功率的不斷提升，模塊電源的體積和重量也隨之增加，這不僅限制了超充設(shè)備的安裝和布局，也對充電樁的散熱和穩(wěn)定性提出了更高的要求。

01 1000kW的充電樁模塊電源高度達(dá)1.5米

目前市場上應(yīng)用較為廣泛的單模塊電源功率為20kW/30kW/40kW，其中30kW模塊電源應(yīng)用較多，而40kW模塊電源的出貨量也在逐月增長。

未來，充電樁模塊電源的發(fā)展趨勢是向60kW甚至更高功率邁進(jìn)。隨著功率的提升，模塊電源的體積也將相應(yīng)增大。

以華為40kW模塊電源（R100040G2）為例，該模塊電源峰值效率為96.25%，尺寸為218mm×438mm×120mm。若要構(gòu)建一個1000kW的充電樁，需要25個40kW的模塊電源。如果將這些模塊電源擺成兩排，每排至少需要擺放13個模塊電源，組裝后高度是1560mm，寬度是436mm，長度是438mm。

這僅僅是充電樁模塊電源的體積，若算上柜體、散熱系統(tǒng)等其他組件的體積，整個充電樁的體積將更為龐大。無論是商用充電樁還是家用充電樁，如此大的體積和占地面積都極為不便，不利于推廣。

因此，充電樁模塊電源的小型化變得至關(guān)重要。

02磁集成技術(shù)可使模塊電源體積縮小20%以上

充電樁模塊里面用到多種磁性元器件，主要有PFC電感、主變壓器、諧振電感、差模電感、共模電感。

一個40kW的充電樁模塊電源通常會用到5-10個磁性元器件。具體數(shù)量取決于電路設(shè)計(jì)和是否采用磁集成技術(shù)。

傳統(tǒng)充電樁模塊電源中，PFC電感、主變壓器、諧振電感等磁性元件通常是獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的，每個元件都有自己的磁芯和繞組。

在傳統(tǒng)的充電樁模塊電源設(shè)計(jì)中，磁性元件通常占據(jù)模塊體積的30%-50%，這是因?yàn)榇判栽旧眢w積較大，且需要獨(dú)立的磁芯和繞組，占據(jù)了相當(dāng)大的空間。

磁集成技術(shù)將這些元件的功能集成到一個共享磁路的磁性組件中，減少了磁芯數(shù)量和繞組空間，從而大幅縮小了整體體積。從目前已推出市面的部分磁集成產(chǎn)品來看，體積可縮小20%以上。

以泰科斯德磁集成方案為例，該方案主要通過利用漏感，將諧振電感集成到變壓器上，這種設(shè)計(jì)適用于CLLLC和LLC等單雙向電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，統(tǒng)稱為“漏感磁集成”。

這種方案在模塊電源的空間和成本方面具有顯著優(yōu)勢，具體特點(diǎn)如下：一是漏感能夠靈活調(diào)節(jié)，可占電感總量的10%-20%；二是無需額外增加磁芯和繞組，可完全省去諧振電感的成本；三是不影響變壓器的耦合效率，確保其高效運(yùn)行。

總體而言，該方案可使模塊電源體積減少20%-30%，同時完全節(jié)省諧振電感的成本。

從實(shí)現(xiàn)路徑上而言，雖然各家企業(yè)磁集成產(chǎn)品方案在電路拓?fù)浼?xì)節(jié)方面略有差別，但總體上不脫離前級PFC+后級LLC(或CLLLC)的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

其中前級PFC功率電路中3顆電感可通過共用磁路方式實(shí)現(xiàn)集成以縮小體積，后級LLC(或CLLLC)電路中可通過主變壓器+諧振電感集成以實(shí)現(xiàn)降低成本、減小體積的目的。

磁集成產(chǎn)品 圖源：超越精密

03 散熱成為磁集成技術(shù)的瓶頸問題

磁集成技術(shù)雖然能夠縮小體積，但也帶來了顯著的散熱挑戰(zhàn)。

隨著功率從30kW提升至40kW甚至60kW，功率密度可能高達(dá)68W/cm3。在這種高功率密度下，散熱問題變得更加復(fù)雜。原本獨(dú)立的變壓器和電感可以分別散熱，而集成后，散熱面積減小，熱量卻未減少，散熱條件變得更加嚴(yán)苛。若不進(jìn)行針對性的散熱優(yōu)化設(shè)計(jì)，散熱問題將成為限制磁集成技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。

為解決這一問題，業(yè)界正在探索多種散熱優(yōu)化路徑。例如，通過優(yōu)化磁芯和繞組設(shè)計(jì)，讓發(fā)熱部位更貼近散熱水道，降低線損和鐵損。此外，采用新型散熱材料或技術(shù)，如高導(dǎo)熱灌膠、頂部散熱或雙面散熱封裝形式，也能有效提升散熱效率。

在新能源汽車快速發(fā)展的當(dāng)下，充電技術(shù)的突破已成為行業(yè)競爭的關(guān)鍵。從電子變壓器、電感行業(yè)角度而言，磁集成技術(shù)能夠從有效降低電源產(chǎn)品的體積、成本，以及提高效率，以滿足終端產(chǎn)品日益攀升的技術(shù)要求。

但也面臨著技術(shù)挑戰(zhàn)，未來，磁集成產(chǎn)品將朝著更高的功率密度、更小的體積和更高的效率方向發(fā)展。散熱效果更優(yōu)、體積更小、效率更高的磁集成產(chǎn)品將更具市場競爭力。

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審核編輯 黃宇