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。
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Podcast4Engineers: Vision for eMobility: 10 kWh for 100 km
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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
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Why is it important to keep your AC wallbox connected and secure? In this episode of “Ask the Expert”, our expert Hakan explains how connectivity can make your charging experience more convenient, efficient, and even save you money.
ウェビナー
In the technical introduction training, you became familiar with the full-bridge transformer driver family 2EP, which is a reliable power supply that supports Infineon’s top-notch switches and isolated gate drivers. By the end of this deep dive, you will be able to describe the working principle of this family and know about possible applications by understanding the effect of input voltage changes, transformer transfer ratio, and duty cycle changes on the isolated output voltage.
This video will introduce you to the 2EP EiceDRIVER™ power family, along with its features and advantages. Additionally, you will have an overview of the extensive application scope of the 2EP.
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脱炭素化という今日の世界的課題とエネルギー需要の高まりにより、双方向EV充電と、そのアプリケーションに対応した半導体ソリューションの重要性は、かつてないほど高まっています。本ウェビナーでは、双方向DC充電用の電力変換トポロジーの概要を説明し、インフィニオンの50 kWリファレンス デザインを使用したアプリケーション例の詳細を見ていきます。
オンラインコース
本トレーニングでは、ワイヤレス給電システム技術に特化したISO、IEC、SAE、ULなどの国際機関の規格フレームについて学びます。
電気自動車市場の拡大に伴い、業界ではEVチャージャーへの要件がより高まっています。このeラーニングでは、CoolSiC™ MOSFETの登場により、EVチャージャーの小型化、高速化、高効率化を実現し、EVチャージャー業界にもたらす改善点についてご紹介します。
本オンラインコースでは、IGBTとCoolMOS™を使用した、コスト最適化を図る一方で高効率を実現するEV充電ソリューションについて学び、EV充電アプリケーションのあらゆるセグメントに対応するインフィニオンの幅広いポートフォリオについて詳細をご説明します。
本トレーニングでは、高出力充電器の設計に最も関連性の高い規格を4つの主要分野に分類して解説します：
• 充電トポロジー
• 通信
• アクセサリー
• 安全性とセキュリティ
- 本トレーニングでは、インフィニオンの第3世代 車載用EiceDRIVER™ 1EDI305xASの詳細について説明します。
- これらの製品がどのようにスイッチング損失を低減し、熱効率を改善し、ハイブリッド車および電気自動車の航続距離の延長をもたらすか学べます。
すべてのスイッチにはドライバーが必要であり、正しいドライバーの選択により違いを生み出すことができます。
インフィニオンは、EiceDRIVER™ CompactやEiceDRIVER™ Enhancedなど、異なる絶縁型ゲートドライバファミリーを提供しています。各ファミリーには、スイッチとアプリケーションの保護用に異なる機能を備えています。
EiceDRIVER™ 絶縁型ゲートドライバーは、スイッチとアプリケーション保護用に、強化絶縁、ミラー クランプ、スルー レート制御、短絡保護などの高度な機能を提供します。また、状態監視と短時間でのプロトタイプ作成が可能です。
EiceDRIVER™はインフィニオンのCoolSiC™およびIGBTスイッチと組み合わせることで、さらに産業用アプリケーションに最適になります。
双方向コンバータにWBGスイッチを使用する理由、使用されるトポロジー、およびその機能をご紹介します。
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。
本トレーニングのポイント:
- 燃料噴射式内燃エンジンから完全なバッテリー式電気自動車への移行と、主な48 V電源アプリケーションについて
- また、インフィニオンの48Vアプリケーション用MOSFETの包括的ポートフォリオとそのサポート資料の概要
- インフィニオンのHybridPACK™ Driveシリコン カーバイド小型パワーモジュールは、電動車両における長い航続距離、高効率、高出力に対する需要の高まりに対応し、より長い駆動距離、コンパクトなサイズ、最適化されたシステムコストを実現します。
- CoolSiC™技術を用いたインフィニオンのHybridPACK™ Driveの第2世代は、拡張可能な製品ファミリーを、強化された機能と改良されたパッケージとともに提供し、顧客に付加価値を提供します。
