800V系统还有多远?

20分钟充电到80%,这是800V高压快充的魅力,同时还能在同等功率下降低线束重量,使系统更加轻量化

这很有诱惑力

最近常有朋友问,碳化硅方案几乎是为800V电驱动系统量身定制的,为什么许多车厂迟迟没有量产的踪迹呢

这是个系统问题!

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800V案例

800V系统在欧洲车厂的研究走的比较快,而这其中大部分围绕着跑车、赛车开发

以保时捷——Mission E为例

2015年发布的这款概念车,号称15分钟充电80%,整车高压800V平台,当时吸引了不少眼球;

2020年基于这款概念车型量产的Taycan,电池电压的确是800V,实际充电速度达到22.5分钟从5%充到85%,充电速度相当亮眼,最高可支持270kW的充电功率

Taycan

其它如Fisker Emotion Car、以及克罗地亚的Concept two赛车,同样通过提升电压平台至800V来提升充电速度

不难发现,目前欧洲车厂在搞的高压平台,大都是跑车,没办法,人家功率那么大,总不能比赛的时候停那一个小时充电吧

既然技术上可以实现,那通常市面上的量产电动车型,为什么还停留在400V左右,800V快充多香啊

咱们从电池和高压系统的角度分析一下

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电池系统

通常通过更改电池单体串并联的方式可以改变电池电压,串联提升平台电压,像下边这样

仔细看一下,更改串并联方式之后,电池单体流过的电流并不会改变,同样充电功率,右边充电电流小一半

即使直流快充的充电枪能够达到比较大的充电功率,电池单体也不一定抗的住这么大电流

另外,串联电池包还涉及到布局灵活性的问题,尤其是使用容量比较大电芯的车型,毕竟同一个车型底盘的形状就那样,不同续航版本通过减少并联数来减少容量就不太容易做了

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整车高压系统

先简单介绍一下整车高压系统架构(示意图):

我们想要把800V高压电驱系统应用上,有以下几个方案

  • 电池电压维持400V

单纯应用高压驱动系统,不考虑快充

电池电压依然维持400V上下,对整车来说,其它部件都可以在现有方案上迭代,省心省力,但需要在电机驱动系统前边加个Boost升压系统:

这种方案,目前是最容易实现的

但是,增加BOOST额外增加成本不说,可能采用高压碳化硅省的那点电还浪费到BOOST上了,如果不是驱动设计特别牛的话,不推荐该方案

  • 电池电压上到800V

我们采用电池单体串联的方法,把电池电压升高到800V

首先,目前大多数高压快充设备来说,依然是400V接口,只要不舍弃400V充电桩,这时候还是需要有个大功率BOOST泵到800V给电池充电,就像这样

这种方案,充电功率还是受充电枪电流的限制,所追求的大功率快充还是被充电设施掐住脖子

再就是大功率BOOST还浪费一些电能,降低了充电效率;

  • 假如高压快充准备就位

你说我自个装了个800V大功率的快充充电桩,上边说的问题不存在了

现在高压快充和高压电驱系统都不是问题了,用着很爽,就现阶段来说,这个车一定不便宜,车厂还不一定愿意生产

对OEM厂商来说,现有平台的车载充电机、DCDC、空调和高压PTC这些高压零部件都不能用了,那就要需要部件厂商合作开发高压部件,这都需要不少成本

除非,增加800V转400V的DCDC,兼容现阶段的高压部件,像这样

跟前边所说的一样,大功率DCDC同样会增加额外的成本和电能损耗

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总结

如果单纯地做高压快充技术并不难

如果单纯做高压电驱动系统,也不难

关键是整个系统的推进,这里边包含国标、基础充电设施、电池系统、高压部件等

高压快充是个方向,现在条件不成熟,但研究的意义就在这,为了几年后的市场做准备

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