在“綠水青山就是金山銀山”理念引領中國可持續發展二十年之際，特來電作為構建綠色能源基礎設施的核心力量，與國家電網、南方電網共同繪制的充電網絡藍圖登上了央視新聞熒屏，覆蓋全國。

支撐這張綠色巨網高效、穩定運行的底層力量，尤其是在高原極寒、高溫鹽霧等嚴苛環境下保障兆瓦級綠電澎湃輸出的關鍵，則在于其功率元器件卓越的“全天候”硬核實力。

對核心元器件而言，破解行業三大挑戰是必答題：高功率與可靠性的沖突、小型化與散熱的矛盾、全車型兼容與成本的平衡。

作為充電樁頭部企業，特來電的兆瓦群充系統如何攻克這些難關?其對磁性元器件的選型要求，又為上游產業鏈提供了哪些技術指引?《磁性元件與電源》獨家對話特來電功率器件工程師種工，深度拆解這一方案的核心邏輯。

01 特來電兆瓦群充系統技術特點

特來電自2014年成立以來，始終堅持群管群控的技術路線，其中兆瓦群充系統是其核心產品方向之一。

2025年6月，在SNEC上海光伏展上，特來電推出的"兆瓦級智能群充解決方案"，展示了其在公共快充網絡和物流充電網絡領域的應用潛力。

兆瓦群充系統 圖/特來電

該兆瓦群充系統針對當前充電市場的實際需求設計。以城市公共快充場景為例，用戶群體包含私家車、網約車、出租車及各類商用車輛，其電池配置和充電時間需求存在顯著差異。

兆瓦群充系統通過智能化調配，能夠有效應對這種離散型充電需求，在提升需求滿足率的同時提高設備利用率。

特來電指出，從投資回報的角度來看，兆瓦群充系統在初期的設備投資雖然高于單樁，但從充電站的全生命周期來分析，兆瓦群充系統能夠更有效地平衡用戶需求與運營商的投資收益，從而確保充電站在未來能夠實現持續穩定的盈利。

兆瓦群充系統具有以下技術特點：

(1)模塊化程度高：控制器、功率分配單元、功率柜，可以支持設備快速的拓展升級;

(2)高度集成化：高壓開關柜、變壓器、低壓開關柜、交直流充/放電柜及環控系統等模塊化單元組成，占地面積減少30%，工廠化預制，快速部署上線，最快3天上線;

(3)強兼容性：車輛全兼容，擴展全兼容，支持拓展快充、超充、極充等多種設備，具備持續升級的能力;

(4)強防護：采用“幾”字型風道，三級過濾系統，自清潔免維護;模塊全灌膠，故障率遠低于行業平均5%;

(5)強安全：兩層防護技術，設備CMS主動防護+平臺大數據防護，主動識別車輛充電問題，主動防護。

值得一提的是，該兆瓦群充方案在極端環境下的應用表現尤為突出，其設計最高海拔可達3600米，最低溫度可耐受至-30℃，最高溫度可達40℃，并且具備耐高溫、高濕、高鹽霧的特性。

這些苛刻的環境條件對功率器件提出了極為嚴苛的要求。在高海拔地區，空氣稀薄導致散熱能力顯著下降，電源內部元件溫度升高，進而影響其性能和壽命;同時，絕緣性能降低，容易引發漏電和絕緣故障，電壓和功率輸出也會隨著海拔升高而下降。

這些復雜條件對功率電源的穩定性與可靠性提出了極高要求，也促使特來電的兆瓦群充系統在元器件選型上必須更加謹慎。

正是基于以上技術特點，兆瓦級功率對兆瓦群充系統架構和元器件選型提出了全新挑戰。

02 重構兆瓦群充系統架構與元器件選型

特來電構建了涵蓋交流慢充、直流快充、智能單樁、群充系統、自動充電系統等多類型產品的充電網絡體系。

在眾多技術路線中，兆瓦群充系統(也就是充電堆)承載著電力柔性調配的核心使命。特來電的兆瓦群充系統實現了能量供給與需求的雙向適配。

動態功率池技術打破單樁剛性輸出限制，可根據車輛類型和電池容量自動匹配最佳充電功率。

其混合拓撲架構既能分解為獨立單元滿足零星需求，又能快速重組為高功率集群服務車隊。此外，多維感知網絡實時采集電網負荷、環境溫濕度和設備健康度等參數，構建動態安全防護屏障。

根據功率公式 P=UI，在電壓保持800V-1000V的情況下，1MW功率對應的電流范圍為1000A到1250A。這要求磁性元器件具備更強的抗飽和能力以及更高的磁導率穩定性。

特來電功率開發部工程師向《磁性元件與電源》仔細分析了兆瓦功率等級對兆瓦群充系統的基礎架構設計帶來了諸多挑戰：當兆瓦群充系統功率躍升至兆瓦級，設備電流量級的跨越式增長，要求必須重新審視每一個元器件的選型邏輯。

在熱管理領域，隨著功率密度的幾何級數攀升，散熱系統的設計逐漸逼近極限。特來電開始探索新型流道技術，在噪聲控制與散熱效率之間尋找最優平衡點。

在用戶對設備緊湊化、低成本的需求驅動下，兆瓦群充系統的設計面臨多重矛盾：既要縮小體積又要確保電弧安全距離;既要降低材料成本又要提升電磁兼容等級;既要簡化裝配工藝又要實現全生命周期可維護性等等。

“這些看似對立的目標，迫使我們必須跳出單一維度優化的思維定式?！?/p>

面對這些兆瓦群充系統挑戰，特來電選擇以跨學科協同為突破口，建立起涵蓋材料科學、流體力學、電磁拓撲的綜合設計體系，實現了從部件級優化到系統級集成的躍遷。

03 國產化率98%

功率半導體與磁性元器件成本占比超四成

在功率器件數量上，該兆瓦群充系統的功率變換模塊由200多種、20多類器件組成，其中功率半導體器件和磁性元器件占總成本的40%以上，其余包括電解/薄膜電容、控制芯片、連接器等組件。

目前功率器件國產化率已達到98%以上，預計今年將實現完全國產化。

功率半導體器件方面，其面臨的主要挑戰在于功率等級提升，當前行業普遍采用40kW功率等級，相關器件選型已較為成熟。

兆瓦群充系統充電模塊 圖/特來電

近年來行業正逐步從硅基MOS向碳化硅器件過渡，碳化硅的應用使得器件用量減少，對應電路的成本降低約50%，整體效率提升0.5%至1%。

磁性元器件方面，碳化硅器件的采用并未對磁性元器件性能提出更高要求，因為工作頻率并未隨器件類型改變而發生變化。

磁性元器件的性能主要取決于其工作頻率和功率等級，目前國產磁性元器件已能滿足需求，在整體成本中占比約25%。

通過持續的拓撲優化、器件選型改進和供應鏈國產化推進，特來電功率模塊在效率、成本和可靠性等方面取得了良好平衡，能夠有效滿足兆瓦群充系統的技術要求。

04 功率半導體和磁性元器件選型要求

目前，業內主流充電模塊均采用兩級變換拓撲結構，近2年多個廠家也推出了一級拓撲的方案，進一步提升產品效率。

功率拓撲的設計需要結合功率半導體器件的選型，綜合考慮效率、功率密度、成本、輸出電壓范圍及可靠性等多方面因素。

在功率半導體選型方面，需要根據具體拓撲結構確定相應的耐壓等級和功率等級。目前可選的功率半導體器件包括IGBT、硅基MOS管和碳化硅MOS管等多種方案，不同器件在性能指標上具有不同特點。

特來電功率模塊中的磁性元器件選型涉及多種電感和變壓器，包括共模電感、PFC電感、諧振電感、輔助供電濾波電感等電感器件，以及輔源變壓器、驅動變壓器、LLC變壓器等變壓器器件。

具體而言：

特來電兆瓦群充系統選型要求

在明確選型方向的基礎上，特來電通過持續的工藝創新將材料特性和設計要求轉化為實際產品的高性能和高可靠性。

05 磁性元器件工藝突破：從繞制到集成

特來電在磁性元器件工藝方面持續優化創新，通過結構設計和生產工藝的改進，不斷提升兆瓦群充系統可靠性。

最新推出的特來勁2代產品采用漏感磁集成技術，將傳統分離的電感變壓器整合為單一元件，顯著減小了體積并提高了空間利用率。

銘普光磁磁集成產品 圖/Big-Bit

器件效率優化方面，特來電兆瓦群充系統針對不同磁性元器件采取了差異化方案。對于電感器，重點優化磁芯材質選擇，通過選用低損耗材料來提升效率。

變壓器則采用材質優化與風道設計相結合的方式，在保證散熱性能的同時合理控制銅鐵用量，實現成本效益最大化。散熱風道設計通過在磁芯中間開設孔洞及在線包間預留間隙的方式，有效提升了散熱效率。

生產工藝方面，PFC電感已從傳統銅箔卷繞工藝升級為扁平線立繞工藝，這一改進不僅提高了生產效率，還降低了制造成本。

變壓器則采用定制化繞制工藝以滿足不同應用場景需求。隨著功率等級提升，磁性元器件的散熱要求不斷提高，磁芯尺寸也相應增大。

在供應鏈管理上，特來電采取靈活的合作模式。對于標準產品，通常由公司完成設計后委托廠家生產;對于技術要求較高的產品，則與具備理論研究和仿真能力的供應商開展聯合開發。

這種合作方式既保證了產品質量，又縮短了開發周期。目前主要供應商均能滿足定制化生產要求，為產品性能提升提供了有力支撐。

06 材料創新：灌封膠關鍵性能要求

在膠水方面，特來電兆瓦群充系統功率模塊采用了灌封膠方案，目前使用的灌封膠已實現國產化。

特來電所選用的灌封膠需具備多項關鍵性能指標：包括良好的耐候性、耐老化性、絕緣性、散熱性以及抗中毒性。

相比傳統的三防漆浸漆工藝，灌膠方案具有顯著優勢：

首先，它有效解決了三防漆因厚度控制和流動性帶來的防護不足問題，使兆瓦群充系統的模塊能夠更好地適應高濕、高污染等復雜環境;

其次，灌膠工藝能精確控制材料用量，減少浪費，同時避免了因漆層過厚導致的成本增加;再者，該工藝在生產效率和成本控制方面優于三防浸漆方案。

在技術指標方面，灌封膠需要滿足導熱系數、絕緣強度、阻燃性、流動性、生產可操作性以及長期可靠性等嚴格要求。

特別值得注意的是，對于高熱器件的灌封處理，需要確保膠體厚度不會影響器件的散熱性能。雖然鍍膜工藝在防護性能上有所提升，但由于批量生產難度較大，目前僅進行了部分市場驗證，尚未得到廣泛應用。

結語

通過對特來電兆瓦群充系統的深入分析可以看出，兆瓦群充系統的發展呈現出系統化、模塊化的演進趨勢。

兆瓦群充系統印證了磁性元器件已從 “輔助部件” 升級為兆瓦群充系統的 “性能錨點”。隨著40kW模塊向更高功率等級的升級，以及碳化硅器件等新技術的導入，兆瓦群充系統正持續突破功率密度與能效瓶頸。

未來，在保持技術創新的同時，如何進一步優化成本結構、完善標準體系，將成為推動兆瓦群充系統規?；瘧玫年P鍵所在。

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審核編輯 黃宇