供小白扫盲: DCDC :将电池包高压转换为 12V 低压,供整车其他的低压电器使用; HV PTC: 高压电加热器; Inverter: 将高压直流电转变成电机所需要的三相交流电; Compressor: 空调压缩机; On Board charger: 车载充电机,交流慢充时所用。
一步到位切换到 800V 的平台,可能并不现实,即使是 Porsche Taycan ,其基于 800V 的 350kW 快充也需要在 2021 年才能提供。在此期间,可能有些 800V 的演变架构得以过渡使用,以在性能和成本之间取得一个平衡。我们具体来看看这些可能的电气架构:
1 、
这个架构是目前典型的 400V 高压布置,整车共有两种电压级别的器件, 400V 高压和 12V 低压,可以通过直流快充( 400V , 500A 级别)直接对电池包进行充电,也可以通过 OBC 利用交流电进行慢充。
2 、
这个架构是典型的 800V 高压布置,整车共有两种电压级别的器件, 800V 高压和 12V 低压,可通过直流快充( 1000V , 500A , 350kW 级别)直接对电池包进行充电,也可以通过 OBC 对电池包进行交流慢充。由于缺少配套的 800V 电器件,这种架构的成本要高得多,但是从技术复杂度上来说,它与典型的 400V 没有区别。与此同时,随着电压提高一倍,电流的大小将缩为( 400V 的)一半,这样,相应的导线将更细,更轻,相应的汇流排过流面也将减小,变轻,这个角度来看,在轻量化上很有优势。
3 、
在充电设施还不支持 800V 级充电的情况下,可以增加一个升压器,一个 400V 直流充电接口,这样就可以利用当前的充电设施进行充电。这个架构有 3 种电压级别的电器件。
4 、
理论上,还可以考虑采用两个 400V 的电池组,二者之间设计有相应的闭合开关,在充电时,让两个电池组串联,形成 800V 平台,在使用时,使两者并联,切换到目前更常见的 400V 平台。这个架构相对复杂,不仅需要一个额外了切换开关系统,在快充时制冷的器件是走 800V 还是 400V 需要权衡,另外,不同成组状态下电芯的一致性也是个问题。好处是可以利用 400V 成熟的零部件。
5 、
这个架构,相对上面简单些, 400V 平台的电池包,增加一个 DCDC 能够将 800V ( 350kW )的充电转换到 400V 水平上,其他零件仍是 400V 平台的产品,这里的难点在这个 DCDC ,同时,逆变后的电流同样很大,对电芯,和小部分连接件仍有考验。
6 、
这个方案与上面的架构相似,只是 DCDC 的位置不同和功用不同,上面的是 800V 的电充进,转变成电池包的 400V ,这里是电池包 800V 的电出,转变成 400V 。此处的难点也在于这个 DCDC 。
7 、
这个架构与上面两个也类似,它是 800V 的电池包,充电也是 800V ,电机也是 800V 级别,但 DCDC , PTC 和压缩机是 400V 平台,所以也需要一个高压的 DCDC 。这个架构零部件的混合度比之前的都要复杂。
之所以构思出这么多的架构,主要还是在于 800V 零部件的可选空间、以及成本,以及整车改为 800V 后的一系列改变的难易程度;这种混合的方案有可能是过渡期的一种自然选择。
这其中涉及到的电子器件很多,不同电压平台电器件所需要的电压范围如下表所示。
在电气安全设计方面, 400V 和 800V 平台所需要遵循的参数值也不同,例如针对不同的材料类别, DIN EN 60665-1 给出的要求对比如下
如之前所说,800V平台的实现不仅是个技术问题,更是个供应链生态问题。
本文来源:知化汽车
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