DCウォールボックス
電気自動車用の高速かつ高効率なデスティネーション・チャージング (目的地での充電)
現在、電気自動車 (EV) の利用台数は1,000万台以上になり、技術が安価で便利になるにつれて、普及率は着実に増加しています。電気自動車のユーザーが最もよく利用する充電形態であるデスティネーション・チャージングは、最も重要な使用事例です。DCウォールボックス技術は、さらに高速でスマートな充電を行える充電インフラの重要な要素となります。
DC充電のパワーとスピードを家庭でも
家庭で充電できるということは、電気自動車にとって重要なセールスポイントです。ユーザーが最終的に決断する際には、コスト、安定して利用できるかどうか、そして設置方法が簡単かどうかが重要なポイントとなります。新しいDCウォールボックス技術では、電気自動車を最大22kWのDC充電をすることができます。これは、交流で動作する一般的なウォールボックスを使用した場合に比べて2倍以上の速さです。DCウォールボックスは、急速充電器や超急速充電器に使用されている標準的なDC充電プラグを介して、トラクション バッテリーに直接電力を供給する技術です。ACベースのシステムとは異なり、電気自動車はオンボードチャージャーから独立して充電されるため、AC充電インフラで一般的に行われているような充電速度や容量の制限はありません。そのため、充電時間を大幅に短縮することができます。
DC充電技術のもう一つの重要かつ革新的な点は、双方向送電が可能なことです。たとえば、電力不足の解消や家庭でのバッファーとして、また将来的にはV2G (Vehicle-to-grid) オプションによるグリッドへの電力再供給など、さまざまなケースに対応することができます。
世界各国でバッテリー容量が増加しているため、こうしたエネルギー源を既存の電力インフラに統合する、将来を考慮した数多くのコンセプトが提案されています。太陽光発電などの再生可能エネルギーで電気自動車を充電する家庭や商業ビルでは、余った電力を蓄えておき、停電時や電力需要のピーク時に再び利用できるようにすることも考えられています。V2B (Vehicle-to-Building) アプローチは、国レベルの電力需要に対応するためにさらに拡張され、V2G (Vehicle-to-grid) の実装により、再生可能エネルギーへの幅広いシフトの中で電力需要をバランスさせることができるようになります。
双方向性の実現には、デュアル パワー トランスファーの特定のトポロジー ケーブルが必要です。
電気自動車を充電ポイントで充電するプロセスでは、充電器・自動車・バックエンドのインフラ間でやり取りされる情報を識別・認証・保護する必要があります。そのためには、充電インフラだけでなく、それを利用する車両も保護する暗号技術が必要になります。
国際規格ISO 15118の一環として、プラグ＆チャージという概念があり、充電ポイントに専用の充電カードを提示することなく、電気自動車の充電を可能にするものです。これにより、ACおよびDCサブシステムを使用した有線および無線の充電技術向けに、安全で便利な電気自動車の充電方法が実現します。プラグ＆チャージは、ISO 15118で定義された対称暗号と非対称暗号のアルゴリズムを用いて、機密性、データの完全性、信頼性を確保することを目的としています。
この規格の実装には、インフィニオンのトラステッド プラットフォーム モジュールOPTIGA™ TPM SLI 9670のような耐タンパー性のあるマイクロコントローラーを利用できます。TPMは、関係者の真正性、交換されたデータの完全性、および機密情報の機密性を保護することにより、プラグ＆チャージの金融取引の安全性を確保する上で重要な役割を果たしています。
さらに、OPTIGA™ TPM SLI 9670は、プラットフォームの保護や、サーバー バックエンド、充電ステーション、電気自動車の間の安全なデータ伝送にも使用されています。これは、充電インフラ機器のファームウェアアップデート、メンテナンス、管理などのリモート機能を確保するために必要です。
DCウォールボックス内の電源スイッチには、CoolSiC™ MOSFETやCoolMOS™ MOSFETなどのディスクリート ソリューションを使用しています。すべてのスイッチにはドライバーが必要で、すべてのドライバーは制御する必要があるため、インフィニオンは適切な製品を提供しています。 EiceDRIVER™ ゲートドライバ ICとXMC™マイクロコントローラーを提供しています。インフィニオンの電流センサーソリューションを使用すれば、小型で正確な電流センシングが可能です。OPTIGA™製品は、データ保護とセキュリティを保証し、最終的には、PSoC6™プラットフォームのラウンドアップHMIとシステムのインターフェイス部分に基づく通信およびIoTデバイスを保証します。
| Power Range |
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| Input AC/DC Stage |
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| Output DC/DC Stage |
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| Output Voltage Range |
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グローバルスタンダードの推進
インフィニオンは、国際的なCharging Interface Initiative e.V. (CharIN)の一員です。CharINの目標は、あらゆる種類のバッテリー駆動電気自動車のためのグローバルな充電システム標準を開発、確立、推進することです。
パラメトリック製品検索
ウェビナー：インフィニオンのCoolSiC™を使用した高速DC EV充電
エレクトロモビリティが日常生活の一部になるにつれ、いちだんと効率的な充電ソリューションの必要性が高まっています。この分野の要件と技術開発を見ると、今日と明日の充電ネットワークのためのスマートでコンパクトな電力変換ソリューションで対応することが課題となっています。このウェビナーでは、インフィニオンの包括的なDC EV充電ポートフォリオについて、炭化ケイ素と超高速EV充電への重要な貢献に焦点を当てて、さらに深い洞察を得ることができます。
Podcast4Engineers #1：増加する電気自動車用充電器
新しいポッドキャストシリーズの最初のエピソードは、電気自動車の充電を紹介しています。特に、充電にはどのようなシナリオがあるのか、それぞれのトポロジーにはどのような意味があるのか、設計者はどのように対処すればよいのか、などを説明しています。電気自動車の充電にはどのようなシナリオがあるのでしょうか？
Understand why to use WBG switches for bi-directional converters, the topologies used and how they function.
この電力変換ステージで見られる様々なトポロジーと、そのトップレベルの動作原理を知りたいと思いませんか？パッシブ整流方式と2レベルのアクティブ整流方式の基本的なコンセプトをご紹介します。
トレーニングのトピック：
- AURIXTMが電気自動車市場のニーズにどのように応えるか
- AURIX™ TC3xx が電気自動車の主要な課題にどのように対応しているか、またAURIX™ TC3xx マイクロコントローラの主な機能について
本トレーニングでは、以下の内容をご理解いただけます。
- 電気自動車のインバータに特化したインフィニオンのIPOSIMツールについて
- さまざまなパラメータをシミュレーションするのに必要な手順を理解し、複数のインフィニオン製品のシミュレーション結果を比較し、どの製品がお客様のアプリケーションに最も適しているかを確認
本トレーニングでは、以下の内容をご理解いただけます。
- システム要件、サイズ、コスト、時間の観点から、トラクション インバータ アプリケーションが直面する課題
- EasyPACK™ 2B EDT2の特徴的な機能を説明し、特に品質と立ち上げ能力についてインフィニオンがいかにお客様のニーズに応えているかをご説明します。
In this training you will:
- Learn about the transition from fule injection combustion engine to full battery electric vehicles and the main 48V powered applications.
- Additionally get an overview about Infineon’s comprehensive MOSFET portfolio for 48 V applications and their support material
