在电动汽车中，电池包和电池充电系统取代了IC发动机。车载电池充电器系统连接到交流电源网络(主电源)，将交流电源转换为直流电源，并为电池组充电。或者，非车载充电站可以直接提供直流电，并以更快的速度为电池充电。来自充电站的固定电缆具有基于充电站支持的协议的充电连接器。如果充电站支持多个协议，它可能有多个连接器。

一旦连接器插入充电插孔(车辆)，就必须满足两个条件。选择充电类型(AC或DC)，在某些协议中，也选择充电模式。软件和硬件检查完成后，开始充电。车载电池充电器内的软件或外部充电站中安装的固件监测充电情况。在过电压或过电流的情况下，充电系统采取适当的措施。

第一代 HEV 和 EV 设计为使用车载充电器充电，其中电源转换集成到车辆中。这意味着驾驶员可以将车辆插入交流电源，几乎可以在任何地方为汽车充电。

工程挑战在于车内的物理空间有限，这反过来又限制了车载充电系统的尺寸和功率范围。此外，运输仅在汽车停放和充电时使用的系统的重量并不具有良好的工程意义。

长期趋势是车外充电，为司机提供类似于他们在加油站加油的体验。通过使用直流电源进行车外充电，可以更快地为车辆充电，并实现更长的行驶里程。

功率与充电时间的关系

如果驾驶员在提供低于 50 kW 的充电站为他或她的汽车充电，则充电时间约为 50 分钟，行驶里程约为 125 英里。对于通勤上班的人来说，这个限制可能是可以接受的，但在长途旅行中，司机不想每 125 英里就停下来等待 50 分钟以继续他们的行程。

这推动了对更高功率充电的需求。例如，一个 350 千瓦的充电站可以让汽车在 7 分钟内充满电。这大约是喝咖啡或去洗手间所需的时间，非常接近消费者今天使用内燃机汽车的体验。

一些 350 kW 的充电站已开始实施，但数量很少，主要由特斯拉和 ABB 等大公司提供。推广速度很慢，因为支持这种充电的基础设施在每个国家或州都没有准备好。

此外，汽车中的电池必须在很短的时间内吸收这种水平的能量，而且并非所有汽车都包含这种电池。虽然在高端汽车中具有这种功能，但这种能力还处于趋势的初期，但最终直流快速充电也将得到中价和低端汽车的支持。

直流充电，特别是大功率直流充电，大大加快了充电时间。为了达到 125 英里的行驶里程，Littelfuse 估计使用 20 千瓦的充电站为车辆充电需要 120 分钟。然而，使用 350 千瓦的充电站，只需 7 分钟。确切的数字将根据驱动方式、电池类型、动力传动系统等而有所不同。然而，差异是极端的。

更高的功率范围为一些电子供应商提供了商机，因为充电系统材料清单中功率半导体器件的价值在更高的功率范围内呈指数增长。从 150 kW 充电系统到 350 kW 充电系统，功率半导体内容的价值从大约 350 美元上升到超过 3,500 美元。这是因为高功率设计需要成本更高的技术，例如 GaN 和 SiC 器件以及创新封装。预计这些技术的价格将随着生产规模的扩大而趋于平稳，但与功率转换相关的功率半导体器件仍将有巨大的需求。