從風冷到液冷 800kW超充開啓分鐘級充電時代

800kW超充技術使電動汽車充電速度進入『分鐘級』時代，2023年9月，中國工業和信息化部發布了兩項電動汽車充電標準（GB/T20234.1-2023和GB/T20234.3-2023），將最大充電電流從250A提高至800A，充電功率提升至800kW，同時保障新老充電接口的兼容性。但高功率充電也帶來了嚴重的發熱問題，過去傳統的風冷方式在面對大功率時，因散熱不均、效果差、噪音大等問題難以滿足高效散熱的需求，液冷系統解決了這項問題，液冷技術可支援更高的電流和電壓，以確保800kW超充設備在高功率條件下穩定運行，也減輕綫纜和連接器的重量，改善了設備因過熱而損壞，提升電動汽車充電設備的可靠性與壽命。

在充電樁架構中，前級（電源轉換初始階段，包含整流濾波、功率因數校正、EMI濾波）和後級（電源轉換後續階段，包含DC-DC轉換、諧振變換、輸出濾波）都使用了多種磁性元件來實現高效的能量轉換。前級使用的磁性元件有PFC電感、共模電感和差模電感，其中PFC電感用來提高功率因數，减少諧波失真，共模電感則是抑制共模噪聲，减少電磁干擾，差模電感處理了濾波和平滑電流。後級會用到差模電感為DC-DC轉換器處理濾波工作，主變壓器用於電壓轉換和電氣隔離，諧振電感則在諧振變換器中提供高效能量傳遞。

磁性元件在高功率充電技術中的重要性不容忽視，可從磁芯材料、提高頻率、繞綫方式、散熱管理等技術層面進行優化與設計。

磁性元件影響高功率充電效能的關鍵｜磁飽和電流與溫升電流

磁飽和與過熱都會對電感的壽命産生負面影響，需要透過制定磁飽和電流（Isat）與溫升電流（Irms）兩個指標參數，以確保電感在正常工作條件下不會因飽和甚至過熱而損壞，在電動汽車充電樁的高功率和高溫條件下，磁飽和電流(Isat)能確保電感在大電流條件下不進入飽和狀態，保持其儲能和平滑電流的能力，溫升電流(Irms)則確保電感在允許的溫升範圍內工作，避免因過熱而導致性能下降或損壞，從而，優化充電樁電源系統的整體性能。

飽和電流是以電感值下降程度爲指標的額定電流，通常定義爲電感值下降20-30%時的電流，可利用直流叠加的方法，測試電感值在不同電流下的衰减情况，以分析電感磁飽和特性。

由於電感本身存在了寄生直流電阻，在工作狀態下電感內部溫度會隨著電流增高而上升，一般會將電感自我溫升溫度不超過20℃或 40℃時的電流當作溫升電流，也是電感産品的應用額定電流，確保在此電流範圍內工作時，電感器不會因過熱而損壞。

可透過直流疊加方式進行磁飽和電流與溫升電流的驗證與測試，MICROTEST DC Bias Current Test System最高電流輸出到640A，頻率響應100Hz-10MHz，提供電流掃圖分析功能檢視電感受到電流影響導致電感值下降幅度，精密驗證磁飽和與溫升特性