基于碳化硅的解决方案实现公交车的电气化

如果转向电动汽车（EV）的目标是减少对环境的危害，那么让人们摆脱个人汽车和电气化公共交通也应该是一个首要目的地。

虽然它们看起来可能不像最新的特斯拉那样时尚，但电动公交车也在发展，尽管类似的里程焦虑和他们自己的基础设施挑战。研究表明，我们正朝着正确的方向前进，预计到 2025 年，全球电动公交车的采用量将增加两倍;这意味着在五年内，世界上不到一半的公共汽车将由电力驱动。

如果你原谅双关语，中国正在带头，但许多其他司法管辖区也在加入。但就像普通消费者的汽车一样，如果公共交通组织和乘客要对电动公交车有足够的信心，那么广泛使用的快速充电基础设施是必不可少的。

电动公交车采用的不平衡格局

世界各地的许多公共交通组织都致力于戒掉化石燃料。

在美国，转向不同的推进系统是由于担心柴油动力公交车会导致空气质量差，尽管更便宜的天然气是电气化道路上的减速带。另一种选择是使用氢燃料电池的电动公交车，旨在通过从氢气产生车载电力为电池充电来提高性能。使用弹簧加载无轨电车杆从双架空电线获取电力的无轨电车仍在一些城市使用，例如加拿大温哥华。

混合动力巴士的使用也在增加。这些车辆不是完全由电池供电，还包含汽油或柴油发动机，在公共汽车行驶一定距离后启动。到2019年底，多伦多的目标是建立一个由三种不同的环保技术组成的公交车队，其中包括清洁柴油，混合动力和电池电动，同时继续试验各种采用绿色技术的公交车模型。

研究公司Wood Mackenzie认为，中国是推动采用电动公交车的引擎，政府和交通机构的清洁交通目标推动了中国。其2019年报告发现，中国约占全球电动公交车队的98%，到1年将达到2023万辆大关。该公司还预测，到40年，包括电动公交车在内的约000万辆重型电动汽车将在欧洲和美国上路。与此同时，电动汽车充电基础设施的广泛推出将意味着到2025年，欧洲、中国和美国将拥有约108，000个充电点。

根据世界资源研究所罗斯可持续城市中心的数据，总体而言，迄今为止电动公交车的采用情况极不平衡，尽管长期运营成本降低和空气污染减少。它的建议之一是，公职人员首先考虑其电动公交车项目的规模，并从可行的项目开始，例如结构化但灵活的试点计划。但他们也需要从长远考虑，并为基础设施和采购制定计划。

为了使电动公交车在全球范围内得到更广泛、一致的采用，快速充电基础设施和车载充电功能必须易于部署且具有成本效益。

电动巴士必须为长途运输做好准备

电动公交车与汽车和卡车具有类似的挑战和要求，但它们也有一些自己独特的特性。

像任何其他电动汽车一样，公共汽车必须克服里程焦虑，因为它们必须能够在不需要充电的情况下行驶最短的距离。他们还必须能够找到距离合理的充电站并能够快速充电。无论是否电气化，公共交通必须始终方便。在城市环境中，里程焦虑不是一个因素，但任何运营商都希望电动公交车在典型驾驶员轮班的长度内运行，而无需充电，直到它回到车库。然而，农村和长途公共汽车面临着与家庭公路旅行相同的担忧 - 从一个主要中心到另一个主要中心旅行而不必担心电量耗尽。

但即使在电气友好的司法管辖区，建设充电基础设施以及确保公交车拥有正确的车载技术仍然存在挑战。在满足几个受影响方的期望时，反映传统燃气燃料车辆的便利性和可靠性是表赌注，其中包括通常运行公共交通系统和当地公用事业的市政当局。他们必须权衡充电基础设施对电网的影响，电网往往是老化设备和新系统的混合体。

任何支持电动公交车的基础设施都必须是快速充电的。市政当局希望设计坚固、互联、灵活，并且足够坚固，适用于肮脏和潮湿的环境，并为来自世界各地的任何天气条件做好准备。此外，这些市政当局将希望利用为汽车建立的快速充电基础设施来支持电动公共交通。我们没有不同的公共汽车和汽车加油站，是吗？

市政当局和公共交通机构也长期参与其中，因为这些重大的资本投资与任何其他基础设施一样，预计将持续数十年。他们不想将时间、精力和金钱投入到几年后必须更换的基础设施上。任何用于电动公交车或任何电动汽车的快速充电基础设施都必须面向未来，以适应双向能力和电子商务能力——随着公交车本身的不断发展，充电技术也必须如此。

任何快速充电基础设施，无论是部署在城市还是农村环境，都必须辅以车辆本身的充电能力。随着所有车辆都配备了更轻、高功率密度的电池，可以增加续航里程，人们开始转向具有额外智能的双向车载充电器 （OBC），可以解决电动公交车及其行驶的电网面临的挑战。

OBC 不如快速充电器强大，快速充电器可以在不到一个小时的时间内为乘用车充电。传统上，大多数 OBC 是单向的，这意味着电力仅从充电器流入电池。然而，随着全球电动汽车车队的增长，电网的容量和灵活性需求也在增长。许多新的 OBC 设计都结合了双向潮流，允许车队用于平衡电网上的负载。这与可再生能源发电一起，可以成为建设高效的全球电气化能源基础设施的关键因素;全人类和我们的星球都需要的东西。

对于城市环境中的电动公交车或其他商用车来说，这不应该是必要的——快速充电基础设施应该足以加速公交车的电气化。

就像汽车和其他私人车辆一样，基于碳化硅（SiC）的解决方案是满足所有利益相关者设计需求的最佳选择，以创建快速充电基础设施，加速公交车的电气化。基于 SiC 的解决方案可满足各种各样的客户和需求，包括希望发展到完全电气化车队的市政当局和运输当局。

中国在公交车电气化方面的领先地位对Shinry Technologies等公司来说是一个机会，Shinry Technologies是该国领先的电动汽车功率转换器公司。Shinry的所有电源系统都需要能够实现最大功率转换效率的器件，因此他们使用Wolfspeed SiC MOSFET来实现96%的DC-DC功率转换效率。与基于传统硅技术的设计相比，SiC MOSFET 可实现超过 3× 的功率密度。

此外，中国大型商用车工业制造商郑州宇通集团有限公司（一家专门生产电动客车）正在Starpower功率模块中使用Wolfspeed的1200V碳化硅器件，用于其用于电动客车的新型、行业领先的高效动力总成系统。推出后，宇通集团将在中国交付其首款在其动力总成中使用碳化硅的电动客车，这代表了向市场提供更高效的电动客车的重大进步。

结论

基于碳化硅的解决方案不仅在今天已经准备好支持公交车的电气化，而且是面向未来的，以支持未来的快速充电基础设施。以最小的外形尺寸和最低的成本快速提供最大功率的技术不仅使电动公交车可行，而且是首选。此外，基于SiC的解决方案支持双向性，从而实现不可避免的智能电网应用和电子商务功能。

基于SiC的解决方案为更多乘坐公交车（电动公交车）的人提供了灵活性和适应性，而不必担心在到达目的地之前电量耗尽。

审核编辑：郭婷