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[道赢·科技] | 整车800V的几种电气架构

发布日期:2020-08-27

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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800V350kW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:

 

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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(400V500A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。

 

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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(1000V500A350kW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。


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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。

 

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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。


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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800V350kW)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。


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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

 

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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DCDCPTC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,400V800V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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