800V是电动汽车的最终目标吗?

今天给各位分享800V是电动汽车的最终目标吗?的知识,其中也会对汽车电机电压进行解释,现在开始吧!


800V是由于快速充电的需要而产生的。


2019年,保时捷推出纯电动超级跑车Taycan,开启800V高压电动架构时代。除了强大的动力之外,Taycan的充电速度也令人惊叹。充电5分钟即可续航120公里。


2022年,小鹏汽车推出了中国首款搭载800V高压SiC的量产车型G9——。该充电仅需5分钟,续航里程可达200公里。


迄今为止,高压快充作为实现快充的方式之一,正被越来越多的主机厂所青睐。


但目前市场上的主流机型均为400V电压产品。这需要特别说明。这里指的是400V和800V。目前,主流新能源汽车高压电气系统的电压范围一般为230V~450V,中值为400V,即通常所说的400V系统。550-930V,中位数为800V,一般可称为800V系统。


高压快充这么好,但乘用车不都需要800V吗?是否还有可能转向更高电压的?


案不是很清楚。


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由于电池容量增加,对快速充电的需求增加


电动汽车相比电动汽车最大的缺点就是充电时间长。


随着车型电池寿命的延长,乘用车的充电容量也越来越高,充电次数不断增加。纯电动车型的充电容量逐年增加,从2020年的48千瓦时增加到2022年的50千瓦时,插电式混合动力车型也从2020年的18千瓦时增加到2022年的21千瓦时。


成分


《2022年中国电动汽车用户充电行为白皮书》数据显示,大多数用户对充电时间比较敏感。快速充电桩因其充电效率高而成为96用户的首选。直流快充用户平均充电时间为487分钟,每周充电次数为451次。同时,用户更倾向于使用大功率充电设施,选择120kW以上充电设施的用户比例达到72%。


随着车辆充电容量逐年增加,我们看到快速充电已成为消费者的重要需求。


正是基于消费者的需求,汽车制造商开始考虑提高车辆的快速充电能力。


400km续航是一个重要的分界线。据《欧洲汽车》统计,400公里续驶里程是划分电动汽车快充需求的基线,一旦超过400公里,车企就会开始思考如何提升充电速度。


02


高电流和高电压之间的选择


实现快速充电一般有两种方式一是增大电流,二是增大电压。


采用增大电流方法的代表性汽车公司是特斯拉,V3增压器在400V电压下可实现250kW的充电功率,Model3充电15分钟可行驶250公里。


400V车辆的大功率充电需要增加电流,但这种方案的题是充电枪、电缆和电池关键部件的热损失较高。这意味着大量的能量以热量的形式消耗掉了。车辆端技术保持不变,优点是只需升级增压文件即可增加充电功率,但快充速度也受到电压的。很快就会结束。


均胜电子用数据解释,目前主流充电枪的最大电流为500A,可实现的充电功率约为200kW。汽车公司通常使用400V电压系统和250A电流。达到100kW的充电功率是按自行车充电50kWh计算的,电池从30SOC充电到80SOC需要30分钟。800V高压可达到300~500kW的充电功率,仅需6~6分钟。只需10分钟即可快速补充能量。


并且800V高压可以支持更长时间的快充。华为智能电动事业部总裁王超分享的研究显示,采用低电压大电流模式时,仅在10到20个SOC周期内出现满功率充电,其他时段充电功率急剧下降。但在800V高压模式下,满功率快充可支持30-80SOC周期。因此,800V高压模式相比低电压大电流可以支持更长时间的快充。


也就是说,高电压充电时间越长,充电速度越快。


比较这两个阶段,我们可以看到大电流模式的缺点是快充极限低且损耗高。因此,越来越多的汽车企业更倾向于采用高电压来解决快充题。


目前,包括比亚迪、吉利、小鹏、岚图、Lucid、奥迪、通用汽车在内的汽车公司都在采用高压方式来提高充电速度。


成分


03


800V有很多优点,但价格昂贵


800V提供的好处不仅仅是快速充电。


华为数字能源技术有限公司智能用电领域副总裁彭鹏在演讲中表示,800V-1000V高压是实现大功率快充的必由之路。除了快充之外,高压还有很多附加价值。理论上,随着充电功率的增加,汽车的动力性能也会随之增加。


此外,所需的电缆和零件数量大大减少,车辆重量也减轻,有助于提高续航里程。高压带来的另一个价值是,当应用SIC等功率器件时,高压损耗降低,电力系统效率进一步提高。


为了让800V发挥作用,SIC必须叠加buff。


根据FutureeDrive-Technologies的测算,800V上100kWh电池的重量预计最多可减轻25kg,减重效果较为明显。这是因为,除非将电压和充电功率加倍,否则串联连接会增加,高压线束电流会减少。高压线束规格和使用的减少降低了成本和重量。SiC逆变器在相同功率下提高电源频率、提高电机转速、降低扭矩、缩小体积。


800V有很多优点,但成本非常高。


与400V相比,800V的电压、电流更高,飞弧更严重,对高压直流继电器的耐压水平、载流能力、灭弧、使用寿命等性能要求有所提高。触头材料、灭弧技术等需要改进。


信达证券提供的数据显示,一辆自行车在800V电压上可增值40%。例如,800V高压架构必须配备高压薄膜电容器,而高压电容器的单位成本较高,这增加了薄膜电容器的自行车价值。集成OBC/DCDC等功率器件是一个明显的趋势,以满足800V高压在尺寸、轻量化、耐压击穿、耐高温等方面更严格的要求。


在电机侧,800V变频器导致电压变化频率更高、轴电流增大、轴承腐蚀防护要求提高,同时电压/开关频率的提高导致内部绝缘/EMC防护等级要求更高。800V电机等会增加,都增加了成本。


然而,分层SiC解决方案并不会增加总体成本。安信证券的数据显示,SiC解决方案可以在相同电池容量的情况下将续航里程增加5%至10%,同样可以在相同的续航里程下将电池容量减少5%至10%。同等电池条件下,续航里程大幅提升,假设原车续航里程为600km,增加7意味着有效续航里程提升至642km。


简而言之,在800V上增加一块SIC所达到的减重效果与通过增加更多电池来增加续驶里程是一样的,但节省了电池成本。总体来看,采用800V和SIC方案后,车辆整体成本不会增加,但充电速度会大幅提升。


04


将其应用于售价10万韩元以下的车型尚不经济。


随着800V产业链的成熟,预计将在B级以下汽车上采用。据彭鹏介绍,目前长续航混合动力车型的电池容量基本都在50千瓦时,A级车的电池容量也在50至60千瓦时。华为表示,未来的长续航混合动力车型和A级车型的纯电动车型实际上会向高压方向发展。特别是,随着各汽车厂商重点关注B+级车型的高压计划,未来计划扩展到A级车型和混合动力车型,并增加超快充电功能。


不过,业内人士普遍判断,10万元以下车型暂时不会采用高压。采用SiC可以实现800V的经济性,但SiC的价格无论如何都会高于Si-IGBT。


目前,搭载800V高压的车型售价在30万元以上。


Si-IGBT用作逆变器中的开关元件时,支持的电压等级主要在650V左右,耐压等级为1200V的IGBT也可用作800V电机控制器的功率开关,但导通损耗为大的。Si-IGBT器件的开关损耗大幅增加,如果800V高压系统应用采用硅Si-IGBT技术路线,将会存在成本增加但性能下降的题。


因此,不使用SiC会显着增加汽车公司使用800V高压的成本,但会导致效率增益降低和应用功耗降低。


一家电力设备制造商的经理李先生表示,“有些汽车的价格在2万到3万元左右,但SiC模块要贵几千元,所以买不起。”


李总解释说,SiC之所以昂贵,是因为晶体生长慢、功耗高、良率低等题。


以碳化PVT法为例,硅晶体生长速度约为03-05mm/h,生长2cm需要7天,最大生长仅3-5cm。硅胶底座在72小时内生长2~3m。


据电子爱好者网调查显示,目前业界4英寸SiC衬底良率约为70%,而6英寸衬底良率仅为30~50%左右。传统硅锭的良率达到95%左右,而领先企业仅达到70%左右。


由于SiC的材料特性,加工难度比Si大得多,现有多线切割技术总体材料损耗达到30-50%。碳化硅基体是一种高硬度脆性材料,莫氏硬度为92,硬度高、脆性大,化学性质稳定,加工时容易破裂,加工后的基体容易发生弯曲。因此,除非技术有重大进展,否则SiC器件的价格将远高于Si-IGBT。目前的SiC功率器件大约比Si-IGBT大3到5倍。


从必要性来看,经济型汽车对超快充电的需求并不大。


经济型汽车的电池较小。平均充电容量方面,A00级为22kWh,A0级约为44kWh,主要满足短途交通需求。


据国家新能源汽车大数据联盟发布的《中国小型纯电动乘用车出行大数据报告》显示,A00纯电动汽车主要用于中小城市的日常交通,平均行驶里程为各车企产品用户5至10公里,分布于其间,平均单次出行距离超过30公里,占比不足1。单程平均行驶距离约763公里,平均行驶时间高峰在15至30分钟之间,1小时以上不足0.2倍。每次行程的平均驾驶时间为174分钟。


以宏光MINIEV为例,通过有线充电解决了充电难的题,目标客户群迅速扩大。宏光MINIEV的电池组容量很小,所以即使充电速度很低,充电时间也不长,——辆自用小型纯电动乘用车平均充电时间为385小时,而宏光MINIEV只能使用33小时。


该类型车辆充电灵活,对超快充电的需求较低,无需采用高压进行开发。


会有乘用车高压吗?均胜电子宣布,长期来看,800V有升级至1200V的可能。在汽车行业,800V被称为高压,但在电力行业,800V仍然是中低压,所以工业现场1200V的电压和绝缘题已经解决。


换句话说,电压进一步升高可能只是时间题。


比亚迪的纯电动马达是多少伏?1台比亚迪纯电动电机,电压400V。2这是因为比亚迪纯电动电机采用的电压标准是400V,可以提供充足的动力和效率,同时满足安全标准。3台比亚迪纯电动电机的电压为400V,可提供高效的动力和较长的续驶里程,是目前电动汽车使用最广泛的电压标准之一。


汽车交流发电机的正常电压是多少?汽车发电机电压的正常值为137V至145V,当然具体指标主要根据各汽车厂家的调压器设置。汽车交流发电机是汽车的主要动力源,在汽车零部件中发挥着重要作用。


如果交流发电机没有功率输出,汽车就会启动不正常,无法正常启动。从汽车发电机构造来看,主要部件包括定子、端盖、转子、轴承和底座。当发动机正常运行时,汽车的交流发电机为所有电气设备供电,也可为电池供电。


测量汽车交流发电机中的电压是一个物理量,主要测量静电场中单位电荷因电势不同而产生的能量差。如果车用交流发电机的电压低于正常值,可能会影响车内的一些用电设备,严重时可能会影响蓄电池的寿命,缩短其寿命,请务必小心。已确定汽车交流发电机电压低。您可以检查电压调节器的功能。


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