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来源:电子发烧友网发布时间:2022-12-10282浏览
询问 AI800V架构的几种不同方案
目前来看，由于要考虑到兼容主流的400V直流充电桩，电动汽车高压架构主要有几种形式。早期，800V架构主要是为了实现高压快充，达到更高的充电功率，将动力电池设计为800V。但与此同时，为了推进落地进度，其他部分继续沿用400V的部件，包括主驱电机电控、PTC、空调压缩机等，都无需进行重新适配。当然，动力电池的电压翻倍了，如果要使其他部件正常使用，就需要增加额外的DC-DC，实现 400V 部件与 800V 动力电池之间的电压转换，并兼容400V 直流充电桩。总体而言，这个方案只升级动力电池，其余部分沿用400V架构的同时仅增加400V-800V的 DC-DC，减少对整车电气架构的改动，加快产品上市周期。但这样的形式额外增加了DC-DC，增加整车重量的同时，频繁的电压转换也会放大能量损耗，导致整车能耗升高。而随着供应商对800V高压架构的适配开发，多种零部件都已经有适配800V的产品推出。比如美的威灵汽车部件今年推出了800V的SiC碳化硅12000rpm高转速电动压缩机，用于电动汽车热管理系统，已经被搭载在小鹏G9上。因此，目前推出的800V架构车型已经普遍采用全车800V电压架构，所有高压零部件都已经采用了支持800V电压的部件。这能够有效降低整车能耗，安全方面也更具可靠性。而全车800V电压架构的方案中，为了兼容400V直流充电桩，又有两种方案。一是增加400V-800V的DC-DC升压模块，二是复用主驱逆变器系统进行升压。从目前市售车型来看，出于对成本考虑，复用主驱逆变器进行升压是主流的技术路线。另外还有双400V电池组的方案，这种方案比较巧妙，在使用800V充电桩时，两组电池组串联为800V，而放电时电池组并联变成400V，两种模式通过继电器切换，这样在车辆电气架构上也可以沿用之前的400V方案，不需要400V高压零部件重新对800V进行适配。但双电池组存在的问题就更大了。首先从电池组的角度去看，电池需要特殊改动和设计，两个电池组可能有不同阻抗和温度条件，可能导致充电状态不平衡，这对BMS电池管理系统的要求极高。不过从成本的角度来看，对比以往400V的架构，双400V电池组构成800V架构的方案增加的成本较低，整车需要改动的地方也较少。所以，从目前推出的800V架构车型所选择的方案来看，全车800V的电压架构才是未来市场的主流，而这将带动上游供应链也整体从400V往800V的方向发展。哪些零部件迎来升级契机？
电机：在800V架构中，主要的电机包括主驱和压缩机，其余部分的电机比如控制车窗、门把等的电机则在12V的座舱电气架构内。在800V高压环境下，电机会产生轴承电腐蚀和绕组局部放电的问题，对电机绝缘能力、轴承防腐蚀的要求提升。在这样的要求下，电机主要有两种发展趋势：扁线电机取代圆线电机、油冷取代水冷。扁线电机除了效率较高、功率密度可以更高等，还可以缓解轴承腐蚀的问题。而油冷电机由于油的绝缘性能好，可以直接导入到电机内部进行散热，且提高电机的绝缘能力。在全球第一款800V架构车型保时捷Taycan研发之初，就遇到了市面上找不到800V压缩机的问题，于是最后采用了400V压缩机加800V-400V DC-DC的方案。而如今随着供应链厂商陆续推出800V 车用压缩机，比如博泽汽车、威灵电机、日本三电等都已经有800V的车用压缩机产品推出。电机驱动系统：在800V电机驱动系统中，往往采用SiC功率器件和模块，相比以往400V架构上广泛应用的IGBT，SiC功率密度大，体积小，损耗低，同时能够适应更高电压的工作环境。目前新能源汽车中部分400V架构车型已经在主驱上采用SiC器件，以提高系统效率，而到了800V架构上，SiC就几乎会成为刚需。不仅是主驱，美的威灵此前为小鹏G9供应的800V电动压缩机驱动系统上就采用了SiC器件。高压继电器：继电器是一种用小电流控制大电流运作的开关，在电路中起到自动调节、转换电路、安全保护等作用。在800V架构中，对继电器的耐压、载流能力等要求有所提高，预计800V架构下单车高压继电器的价值量要相比400V高出40%左右。高压连接器：在当前主流的400V架构下，电动汽车整车一般需要15-20个高压连接器。800V架构电压翻倍式增长，虽然同功率下电流降低也降低了线束的直径和重量，但对连接器来说依然提出了更高的要求。高压连接器在动力电池、OBC、DC-DC等高压单元中广泛被应用，而800V架构对连接器的可靠性、机械性能、绝缘性能、电气性能等都有更高要求，整车价值量相比400V可能提高50%-60%。薄膜电容：薄膜电容主要起到滤波的作用，在电驱系统、电源管理、OBC等场景中都有大量应用。800V架构的升级对薄膜电容的需求量会有大幅增长，预计单车价值量能提升20%左右。
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