電話
0086-516-83913580
電子郵件
sales@yunyi-china.cn

800伏電氣系統——縮短新能源汽車充電時間的關鍵

2021年,全球電動汽車銷量將佔乘用車總銷量的9%。

為了提高這一數字,汽車製造商和供應商除了大力投資新的商業格局以加速電氣化的開發、製造和推廣外,還在絞盡腦汁為下一代汽車零部件做準備。

示例包括固態電池、軸流電機和 800 伏電氣系統,它們有望將充電時間縮短一半,大幅減小電池尺寸和成本,並提高傳動系統效率。

到目前為止,只有少數新車使用了 800 伏系統,而不是常見的 400。

市場上已經有 800 伏系統的車型有:保時捷 Taycan、奧迪 E-tron GT、現代 Ioniq 5 和起亞 EV6。Lucid Air 豪華轎車使用 900 伏架構,儘管行業專家認為它在技術上是 800 伏系統。

從電動汽車零部件供應商的角度來看,到 2020 年代末,800 伏電池架構將成為主導技術,尤其是隨著越來越多的專用 800 伏架構全電動平台出現,例如現代的 E-GMP 和 PPE大眾汽車集團。

現代汽車的 E-GMP 模塊化電動平台由大陸集團旗下的動力總成公司 Vitesco Technologies 提供,提供 800 伏逆變器;大眾汽車集團 PPE 是由奧迪和保時捷聯合開發的 800 伏電池架構。模塊化電動汽車平台。

“到 2025 年,配備 800 伏系統的車型將變得更加普遍,”技術開發公司 GKN 電動傳動系統部門總裁 Dirk Kesselgruber 說。GKN 也是使用該技術的幾家一級供應商之一,提供 800 伏電動車橋等零部件,並著眼於 2025 年的量產。

他告訴《歐洲汽車新聞》,“我們認為 800 伏系統將成為主流。現代也證明了它在價格上同樣具有競爭力。”

在美國,現代IQNIQ 5起售價43650美元,比2022年2月電動車均價60054美元更接地氣,能被更多消費者接受。

Vitesco 創新電力電子部門負責人 Alexander Reich 在接受采訪時表示:“800 伏是純電動汽車發展的合乎邏輯的下一步。”

除了為現代 E-GMP 模塊化電動平台提供 800 伏逆變器外,Vitesco 還獲得了其他主要合同,包括為一家北美主要汽車製造商以及中國和日本的兩家領先電動汽車提供逆變器。供應商提供電機。

美國汽車零部件供應商博格華納的首席技術官 Harry Husted 通過電子郵件表示,800 伏電氣系統領域的增長速度超過了幾年前的預期,客戶也越來越強大。興趣。該供應商還贏得了一些訂單,其中包括為中國奢侈品牌提供的集成驅動模塊。

图2

1. 為什麼 800 伏是“合乎邏輯的下一步”?

 

與現有的400伏系統相比,800伏系統有哪些亮點?

首先,它們可以以較低的電流提供相同的功率。相同電池容量的情況下,充電時間增加 50%。

因此,電動汽車中最昂貴的組件電池可以做得更小,從而提高效率,同時減輕整體重量。

採埃孚電氣化動力總成技術高級副總裁 Otmar Scharrer 表示:“電動汽車的成本尚未達到與汽油車相同的水平,較小的電池將是一個很好的解決方案。此外,擁有一個非常大的電池像 Ioniq 5 這樣的主流緊湊型機型本身沒有意義。”

“通過將電壓翻倍和相同的電流,汽車可以獲得兩倍的能量,”Reich 說。“如果充電時間足夠快,電動汽車可能不需要花時間追求1000公里的續航里程。”

其次,由於更高的電壓以更少的電流提供相同的功率,因此電纜和電線也可以做得更小更輕,從而減少昂貴和笨重的銅的消耗。

損失的能量也將相應減少,從而提高耐力並提高電機性能。並且不需要復雜的熱管理系統來確保電池在最佳溫度下運行。

最後,當與新興的碳化矽微芯片技術配合使用時,800 伏系統可以將動力總成效率提高多達 5%。該芯片在切換時損失的能量很小,對再生製動特別有效。

供應商表示,由於新的碳化矽芯片使用較少的純矽,成本可能會更低,並且可以為汽車行業提供更多的芯片。由於其他行業傾向於使用全矽芯片,它們在半導體生產線上與汽車製造商競爭。

“總而言之,800 伏系統的開發至關重要,”GKN 的 Kessel Gruber 總結道。

 

二、800伏充電站網絡佈局

 

這裡還有一個問題:現有的充電站大部分都是基於400伏系統的,使用800伏系統的汽車真的有優勢嗎?

業內專家給出的答案是:是的。儘管車輛需要基於 800 伏的充電基礎設施。

“大多數現有的直流快速充電基礎設施都適用於 400 伏車輛,”赫斯特德說。“要實現800伏快充,我們需要最新一代的高壓、大功率直流快充。”

這對家庭充電來說不是問題,但到目前為止,美國最快的公共​​充電網絡是有限的。Reich 認為這個問題對於高速公路充電站來說更加困難。

然而,在歐洲,800 伏系統充電網絡正在興起,Ionity 在歐洲擁有多個 800 伏、350 千瓦的高速公路充電站。

Ionity EU 是由寶馬集團、戴姆勒股份公司、福特汽車和大眾汽車創立的電動汽車大功率充電站網絡的多汽車製造商合作項目。2020年,現代汽車作為第五大股東加入。

“一個 800 伏、350 千瓦的充電器意味著 5-7 分鐘的 100 公里充電時間,”採埃孚的 Schaller 說。“那隻是一杯咖啡。”

“這確實是一項顛覆性技術。它還將幫助汽車行業說服更多人接受電動汽車。”

根據保時捷最近的一份報告,在一個典型的 50kW、400V 電站中,增加 250 英里的續航里程大約需要 80 分鐘;如果是 100kW,則為 40 分鐘;如果冷卻充電插頭(成本、重量和復雜性),可以進一步將時間縮短到 30 分鐘。

“因此,為了實現更高速的充電,向更高電壓的過渡是不可避免的,”報告總結道。保時捷認為,使用 800 伏的充電電壓,充電時間將降至 15 分鐘左右。

充電就像加油一樣容易和快速——很有可能會發生。

图3

3. 保守行業的先驅

 

如果 800 伏技術確實如此出色,那麼值得一問的是,為什麼除了上述車型之外,幾乎所有電動汽車仍然基於 400 伏系統,即使是市場領導者特斯拉和大眾。?

Schaller 和其他專家將原因歸結為“方便”和“成為行業第一”。

一個典型的房子使用 380 伏的三相交流電(電壓比實際上是一個範圍,而不是一個固定值),所以當汽車製造商開始推出插電式混合動力和純電動汽車時,充電基礎設施已經有了。第一波電動汽車建立在為插電式混合動力車開發的組件之上,這些組件基於 400 伏系統。

“當每個人都使用 400 伏時,這意味著這就是各地基礎設施中可用的電壓水平,”Schaller 說。“最方便,馬上就能用。所以大家不用想太多,馬上就決定了。”

Kessel Gruber 認為保時捷是 800 伏系統的先驅,因為它更注重性能而不是實用性。

保時捷敢於重新評估該行業從過去繼承下來的東西。他問自己:“這真的是最好的解決方案嗎?”“我們可以從頭開始設計嗎?”這就是成為高性能汽車製造商的美妙之處。

行業專家一致認為,更多 800 伏電動汽車上市只是時間問題。

技術挑戰不多,但零件需要開發和驗證;成本可能是一個問題,但隨著規模、更小的電池和更少的銅,低成本將很快到來。

沃爾沃、Polestar、Stellantis 和通用汽車已經表示未來的車型將使用該技術。

大眾汽車集團計劃在其 800 伏 PPE 平台上推出一系列汽車,包括新款 Macan 和基於新款 A6 Avant E-tron 概念的旅行車。

許多中國汽車製造商也宣布轉向 800 伏架構,包括小鵬汽車、蔚來汽車、理想汽車、比亞迪和吉利旗下的蓮花。

“有了 Taycan 和 E-tron GT,您就擁有了性能領先的車輛。Ioniq 5 證明了價格實惠的家用車是可能的,”Kessel Gruber 總結道。“如果這幾輛車能做到,那麼每輛車都能做到。”


發佈時間:2022-04-19