提到800V高壓系統(tǒng),大家不約而同會(huì)想到保時(shí)捷Taycan,作為800V系統(tǒng)技術(shù)的首款量產(chǎn)車型,保時(shí)捷在這方面進(jìn)行了大量深入研究。
那么我們首先捋一捋純電動(dòng)車的電壓平臺(tái)系統(tǒng)。電動(dòng)車的動(dòng)力來自大功率電機(jī),電機(jī)的能量來自電池,電池和電機(jī)之間的能量輸送通道自然就是高壓電線。而普通電動(dòng)汽車,只會(huì)有兩個(gè)電壓平臺(tái)——即高壓和低壓。
高壓系統(tǒng)一般是400V左右,用于驅(qū)動(dòng)車輛和電空調(diào)壓縮機(jī)或驅(qū)動(dòng)熱泵或PTC用來制熱。低壓則是12V,負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)車上所有的控制器,以及娛樂、車身等用電需求。
具有800V高壓電氣系統(tǒng)的電動(dòng)汽車(EV)可以實(shí)現(xiàn)更快的充電速度和更輕的重量,從而使它們?cè)趦纱纬潆娭g可以行駛得更遠(yuǎn),增加續(xù)航里程。一些汽車制造商已經(jīng)開始采用這項(xiàng)技術(shù)。在800V高壓系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域,哪些企業(yè)已經(jīng)在路上了?接下來盤點(diǎn)部分企業(yè)800V系統(tǒng)路線。
保時(shí)捷Taycan
Taycan是保時(shí)捷在800V電氣系統(tǒng)上的重要詮釋!
保時(shí)捷在2019推出的全電動(dòng)Taycan跑車中安裝了800V系統(tǒng),并聲稱其能在兩次充電之間可行駛長(zhǎng)達(dá)420公里的路程。只要它們使用的是能夠以高達(dá)270kW的功率運(yùn)行的快速充電器,這種系統(tǒng)就可以大大縮短充電時(shí)間。
“如果充電器提供800V和至少300A的電流,Taycan可以在22.5分鐘內(nèi)為5%到80%的電量進(jìn)行充電。400V充電器通常僅提供50kW。相同的充電時(shí)間將需要90分鐘?!北r(shí)捷電動(dòng)汽車主管Otmar Bitsche說。
800V系統(tǒng)還可以保持更大的功率;較高的電壓可為電池充電時(shí)使用較低的電流,從而減少過熱并保持更好的功率。這有助于更大的行駛距離。
同時(shí)它還減輕重量,因?yàn)樵陔姎庀到y(tǒng)中需要的銅更少。電動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上比內(nèi)燃機(jī)簡(jiǎn)單得多,并且在其核心處有一個(gè)轉(zhuǎn)子,該轉(zhuǎn)子由變化的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)。為了產(chǎn)生這種磁場(chǎng),電氣系統(tǒng)經(jīng)常使用的金屬量是內(nèi)燃機(jī)中的銅量的四倍。電壓的升高減少了對(duì)大量銅的需求。電動(dòng)機(jī)質(zhì)量減輕,從而在車輛中釋放了用于電池的空間。
近期,保時(shí)捷宣布全新緊湊型SUV純電動(dòng)Macan將于2023年正式發(fā)布,該車將會(huì)配備800V電氣架構(gòu)。
博格華納(BorgWarner)
2020年博格華納收購(gòu)德爾福(燃油驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)秀零部件巨頭),使得博格華納在電子和功率電子產(chǎn)品方面的技術(shù)實(shí)力和業(yè)務(wù)規(guī)模不斷優(yōu)化,電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)領(lǐng)域的地位不斷攀升。
同時(shí)在今年2月份,博格華納又有新的動(dòng)作,推出用于混合動(dòng)力和電動(dòng)商用車車的800V電機(jī)——HVH320。
HVH320通過800V電池運(yùn)行,峰值效率能達(dá)到97%。功率超過400 kW,噪音低,可實(shí)現(xiàn)高達(dá)1270 Nm的扭矩,并計(jì)劃于2024年投產(chǎn)。博格華納表示借助于800V架構(gòu),用戶可以明顯縮短充電時(shí)間,并獲得更高的功率密度。該模塊化電機(jī)平臺(tái)擁有四種不同的版本,可以滿足多種用戶需求。目前,已有一家歐洲卡車制造商成為該產(chǎn)品用戶。該技術(shù)支持車輛換擋時(shí)序控制,并可在制動(dòng)或下坡行駛時(shí)產(chǎn)生動(dòng)力為電池充電。
博格華納HVH電機(jī)系列既適用于輕型乘用車,也適用于重型商用車,而HVH 320是該系列的最新產(chǎn)品。該多功能電機(jī)采用專利定子繞組,易于集成,可提供完整外殼電機(jī),或作為轉(zhuǎn)子/定子組件,還可用于驅(qū)動(dòng)架構(gòu)中的許多不同位置。
2021年4月份上海車展上,博格華納相繼展出800V電驅(qū)動(dòng)模塊、高壓發(fā)卡式(HVH)電機(jī)、高壓碳化硅(SiC)逆變器、FCAS氫燃料電池空壓機(jī)、S型繞組電機(jī)、500Bar汽油直噴系統(tǒng)等產(chǎn)品。
其中高壓碳化硅(SiC)逆變器是第一款將碳化硅電源開關(guān)用于800V應(yīng)用的逆變器,使用了Viper的專利碳化硅電源開關(guān)。該逆變器具有雙面散熱的能力,整體尺寸縮小30%,逆變器重量減少40%,功率密度提高25%。另外消除了焊線,提高功率模塊的耐久性,具有更好的導(dǎo)熱特性和更好的高溫穩(wěn)定性。
采埃孚(ZF)
2021年1月1日,采埃孚集團(tuán)對(duì)外發(fā)布正式成立電驅(qū)傳動(dòng)事業(yè)部(由原乘用車傳動(dòng)技術(shù)事業(yè)部和電驅(qū)動(dòng)事業(yè)部合并),并由傳統(tǒng)傳動(dòng)產(chǎn)品向電驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。
2021年3月,采埃孚對(duì)外公布將在今年啟動(dòng)生產(chǎn)首批客戶預(yù)定的800VSiC功率電子系統(tǒng),并于中國(guó)和歐洲批量生產(chǎn)。零部件企業(yè)發(fā)力800V高壓系統(tǒng)在如今看來已很常見,2021年更是采埃孚走向新技術(shù)市場(chǎng)的發(fā)力之年。
在800V功率電子中采用了新的芯片技術(shù):用SiC基功率器件來代替Si基。與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車采用的硅 (Si) 技術(shù)相比,碳化硅 (SiC) 功率器件可以提高電池續(xù)航里程、改善其性能并縮短充電時(shí)間。根據(jù)采埃孚此前發(fā)布的信息,800V SiC三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較之400V將在輸出功率上提升33%,重量上減少25%,峰值效率提升11%。
調(diào)整后的相關(guān)模塊結(jié)構(gòu)能顯著減少漏感,效率和賽車性能可以再次顯著提高。但是,不僅功率電子器件和電動(dòng)機(jī)已經(jīng)優(yōu)化,也進(jìn)一步改善了傳動(dòng)系統(tǒng),新開發(fā)的齒輪技術(shù)有助于提高效率和重量,同時(shí)保持相同的使用壽命。
采埃孚電動(dòng)汽車系統(tǒng)部負(fù)責(zé)人貝特·海爾維格(Bert Hellwig)表示:“對(duì)于電動(dòng)汽車的日常使用,從一次電池充電中獲得盡可能多的續(xù)航里程非常重要。能量轉(zhuǎn)換效率每提高百分之一,范圍就會(huì)增加百分之二?!?/span>
AVL
奧地利AVL公司又名“李斯特內(nèi)燃機(jī)及測(cè)試設(shè)備公司(AVL List GmbH)”,成立于1948年,是一家在世界汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)擁有很高知名度和良好聲譽(yù)的高科技公司,也是全球規(guī)模最大的從事內(nèi)燃機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)、動(dòng)力總成研究分析以及有關(guān)測(cè)試系統(tǒng)和設(shè)備開發(fā)制造的私有公司,全世界所有的發(fā)動(dòng)機(jī)制造商都在AVL的客戶名單里,特別是內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域。
AVL憑借這些技術(shù)經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì),為全球汽車生產(chǎn)企業(yè)及零部件配套企業(yè)提供專業(yè)的測(cè)試及解決方案。同時(shí)AVL于800V技術(shù)上也有著許多年的經(jīng)驗(yàn)及成果。
2011年,AVL首次提出800V動(dòng)力系統(tǒng)概念;
2012年,AVL建立使用AVL組件進(jìn)行構(gòu)建和調(diào)試(電池,集成逆變器的電動(dòng)機(jī));
2013年,AVL在800V技術(shù)上進(jìn)行優(yōu)化主要體現(xiàn)在:快速充電,性能,駕駛功能等領(lǐng)域;
2015年,AVL800V動(dòng)力總成集成技術(shù)在MD Truck上應(yīng)用;
2017年,開發(fā)出AVL E-Axle 800;
2019年,進(jìn)一步開發(fā)出800V 高壓高速 E-Axle;
2020年,AVL800V HS E-Axle 應(yīng)用于特斯拉HPD
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吉利
2020年9月,吉利汽車發(fā)布了全新純電動(dòng)車架構(gòu)——浩瀚SEA架構(gòu)以及該平臺(tái)首款純電動(dòng)車型領(lǐng)克ZERO Concept。浩瀚SEA架構(gòu)歷時(shí)4年打造,是從智能電動(dòng)時(shí)代用戶的出行體驗(yàn)出發(fā)而打磨出來的架構(gòu),能夠?qū)崿F(xiàn)轎車、SUV、MPV、純電全車型的覆蓋。
SEA架構(gòu)擁有全球最大帶寬的智能純電架構(gòu)+全球最高效的智能電動(dòng)汽車解決方案,能夠覆蓋1800mm-3300mm的軸距。
同時(shí)能搭載最大800V高電壓系統(tǒng),這個(gè)技術(shù)此前只在保時(shí)捷Taycan上有所運(yùn)用,新車實(shí)現(xiàn)充電5分鐘,續(xù)航超120公里。官方還承諾了20萬公里行駛無衰減,保證200萬公里壽命的設(shè)計(jì),針對(duì)性研發(fā)的兩擋電動(dòng)變速器能夠承受8000N·m的峰值扭矩。
現(xiàn)代(E-GMP)
2020年12月2日,現(xiàn)代汽車集團(tuán)發(fā)布了全新電動(dòng)車平臺(tái)“E-GMP”。同時(shí)宣布2021年將在電動(dòng)車領(lǐng)域發(fā)力,計(jì)劃陸續(xù)推出現(xiàn)代汽車“IONIQ(艾尼氪)5”和起亞汽車“CV”(項(xiàng)目名稱)兩款全新電動(dòng)汽車,而E-GMP作為一款技術(shù)密集型全新平臺(tái),將成為新一代電動(dòng)汽車產(chǎn)品線陣容的框架結(jié)構(gòu)。
E-GMP延續(xù)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化的特點(diǎn),同時(shí)將實(shí)現(xiàn)轎車、CUV、SUV,高性能、高能效車等各種車型匹配。
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