在全球政府致力于追求永續(xù)目標(biāo)的當(dāng)前，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)計(jì)劃到2025年前將投資超過(guò)3300億美元推動(dòng)汽車(chē)電氣化，電動(dòng)車(chē)（EV）轉(zhuǎn)型已是勢(shì)在必行。然而未來(lái)當(dāng)小區(qū)中有數(shù)千臺(tái)電動(dòng)車(chē)同時(shí)插上插頭充電時(shí)，將會(huì)使得電網(wǎng)面臨前所未有的大量需求。

在邁向電氣化的旅程中，提供可產(chǎn)生、儲(chǔ)存、傳輸與分配額外電力的靈活基礎(chǔ)架構(gòu)至關(guān)重要，如此才能使電動(dòng)車(chē)充電更加快速、實(shí)惠、安全且穩(wěn)健。而半導(dǎo)體技術(shù)是讓充電更加安全、實(shí)惠且永續(xù)的關(guān)鍵所在。

加快充電速度，讓更多電動(dòng)車(chē)上路
變化常會(huì)讓消費(fèi)者面臨不確定性，直到大家信任產(chǎn)品之后才不會(huì)如此。電動(dòng)車(chē)的潛在買(mǎi)家也不例外，他們必須對(duì)行駛距離、充電站的可及性，以及充好電并重新上路的所需時(shí)間，抱有充分的信心。

便利性與可購(gòu)性都十分重要，因?yàn)榧矣密?chē)必須能夠因應(yīng)開(kāi)往超市的短距離路程，或是最后一刻才決定的一日游，為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，尖端技術(shù)扮演了重要角色。嵌入式處理技術(shù)，例如TI的 C2000實(shí)時(shí)微控制器等，能搭配絕緣式閘極驅(qū)動(dòng)器和完整整合的氮化鎵（GaN）電源產(chǎn)品流暢運(yùn)作，進(jìn)而提升充電效率。

提升效率時(shí)，尺寸至關(guān)重要，因此縮小如DC wallbox等可攜式DC充電器的尺寸，可望帶來(lái)龐大效益與更佳的成本效益。相較于傳統(tǒng)的硅基材料，GaN 技術(shù)能以更高的切換頻率在多階電源拓?fù)湎逻\(yùn)作，讓充電作業(yè)更加快速、更有效率。這代表工程師可為電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)更小型的磁性組件，減少以銅與其他原物料制作之組件的相關(guān)成本。此外，多階拓?fù)涞男室哺?，因此可減少散熱或冷卻所需的電力。以上所有特點(diǎn)相輔相成，可降低電動(dòng)車(chē)車(chē)主的整體擁有成本。

同時(shí)，DC 快速充電站的容量則已大幅改善。過(guò)去的標(biāo)準(zhǔn)曾是150千瓦，但現(xiàn)在的容量則已超過(guò)350千瓦，而且還在持續(xù)提升。因此，電動(dòng)車(chē)的充電速度將會(huì)更快，有助于確保充電裝置不會(huì)成為妨礙更多電動(dòng)車(chē)上路的瓶頸。



 
圖一 : 電動(dòng)車(chē)加快充電速度，有助于確保充電裝置不會(huì)成為妨礙更多電動(dòng)車(chē)上路的瓶頸。

免除充電麻煩的技術(shù)
從宏觀(guān)層面來(lái)看，最佳的配電與負(fù)載分配，是確?；A(chǔ)設(shè)施能在尖峰使用期間保有靈活性的關(guān)鍵。智能型技術(shù)與雙向充電功能可透過(guò)量測(cè)消費(fèi)者的習(xí)慣并實(shí)時(shí)調(diào)整，協(xié)助因應(yīng)相關(guān)挑戰(zhàn)。

由于大多人下班后都會(huì)待在家中，因此需要管理大家同時(shí)產(chǎn)生的充電需求。半導(dǎo)體技術(shù)可透過(guò)智能型能源計(jì)量功能，免除充電的麻煩，進(jìn)而提升配電管理的靈活性。

隨著電流感測(cè)和電壓感測(cè)技術(shù)的穩(wěn)健性提升，即可協(xié)助連結(jié)至電網(wǎng)，以將耗電量?jī)?yōu)化。與對(duì)天氣型態(tài)敏感的智能型調(diào)溫器類(lèi)似，采用Wi-Fi和Sub-1 GHz 標(biāo)準(zhǔn)（如 Wi-SUN）的智能型能源計(jì)量功能，可追蹤電價(jià)的實(shí)時(shí)調(diào)整情況，并做出更佳的電源管理決策。在美國(guó)和歐洲，預(yù)期使用太陽(yáng)能供電的住家會(huì)是儲(chǔ)存能源和電動(dòng)汽車(chē)充電的重要環(huán)節(jié)。

雙向充電讓消費(fèi)者可將多余的電力輸送回電網(wǎng)。TI 的能源計(jì)量技術(shù)可量測(cè)電動(dòng)車(chē)、消費(fèi)者的電池和電網(wǎng)之間的配電流動(dòng)情況。對(duì)現(xiàn)代工作場(chǎng)所來(lái)說(shuō)，搭載智能型能源計(jì)量功能的雙向充電站可望帶來(lái)變革，因?yàn)楫?dāng)電動(dòng)車(chē)的車(chē)主工作時(shí)，其電動(dòng)車(chē)即處于閑置狀態(tài)，如此一來(lái)，電網(wǎng)業(yè)者就能根據(jù)需求來(lái)搭配太陽(yáng)能發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電。



圖二 : 縮短充電程序所需時(shí)間非常重要，這意味著需要減少在外的充電時(shí)間，并大幅提升便利性。

熟悉的交易轉(zhuǎn)為電氣化
時(shí)間就是金錢(qián)，因此縮短充電程序所需時(shí)間非常重要。這意味著需要減少在外的充電時(shí)間，并大幅提升便利性。長(zhǎng)久以來(lái)，駕駛?cè)硕家蚜?xí)慣了加油站；在此他們可以加油，并以迅速簡(jiǎn)單的交易方式完成付款。電動(dòng)車(chē)駕駛?cè)藙t可透過(guò)技術(shù)享有類(lèi)似的付款與聯(lián)機(jī)便利性。搭載Linux軟件的TI Sitara處理器支持開(kāi)放充電協(xié)議（Open Charge Point Protocol；OCPP）與ISO 15118標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輛到電網(wǎng)通訊接口，可在電動(dòng)車(chē)、充電站和公用事業(yè)之間順暢進(jìn)行交易與信息交換作業(yè)。

消費(fèi)者終究會(huì)開(kāi)始重視充電站的便利性與可及性，這有助于減少行駛距離焦慮，并進(jìn)一步提升大眾對(duì)電動(dòng)車(chē)的需求。就推動(dòng)轉(zhuǎn)型至電氣化的充電基礎(chǔ)設(shè)施而言，半導(dǎo)體技術(shù)在改善可及性、便利性或可購(gòu)性上，都是關(guān)鍵所在。