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电动汽车电压(800V电压平台的电车除了充电快,还有什么优势吗?为什么?)

时间:2024-04-15 浏览量:

看你怎么理解了,800V高压系统指的是电池充满电之后的OCV母线电压值,由于动力电池系统是直流电,得需要交给电机电控来经过逆变器之后才能输出三相交流电给到电机来用,而且无论是感应异步电机还是永磁同步电机,现如今都是交流电来驱动的,两相直流进来,交给逆变器变成三相交流给到电机。

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一、BEV的电机为什么不是直流电机?

这里我们先科普一下:老王知道一定会有人问这样一个问题,为啥我们要费劲巴力地把直流转换成交流,直接用直流电机不香吗?你以为前人对直流电机上车没任何尝试吗?当然不是,早在1834年美国人托马斯·达文波制造出世界上第一辆电动车,用的就是有刷直流电机。

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但那时候直流电机结构和材料原因,换向刷不稳定,电压和电流波形也都是方波驱动,产生的反电动势有严重的转矩脉动,这和你小时候玩四驱车去搓马达一个道理,你会感觉到像一楞一楞的,这种颗粒感如果输出在动力上,驾驶员肯定不爽。当时其实人们没想到一个关键问题就是直流电机的应用机理仍然是交流电,只是通过机械换向了。

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其实从某种角度来看,如果使用逆变器提前把直流电变成交流,是不是就不用电刷这种机械装置了,当然后来还出现过其他尝试,比如无刷直流电机,还有抗齿槽算法的矢量控制,还增加了极对数来尽量减小这种颗粒感,所以你也不能说直流电机现在干不了电动车这个事儿,但目前我们叫做“实现相同功能的成本高,且系统控制更复杂,不如交流逆变来的方便。

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最关键的是扭矩做到动力电机的级别是非常敏感的,如果接受端因为中间的干扰造成方波畸变和失真,那后果就是电机会提供各种不可预测的变加速输出,前面做的所有努力前功尽弃。所以逆变器的出现真的很重要。甚至我想说如果交流电机和逆变器出现再早一点,可能压根没有石油大亨洛克菲勒什么事儿。后来的故事大家都知道了,经过大浪淘沙,剩下三种主流动力电机,感应异步、永磁同步还有变化磁阻电机,他们三个都是正弦波驱动没有振动的问题,另外其中一些永磁电机还可以通过逆变控制,在电动机和发电机之间转换,提供能量回收。

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二、800V系统是为了充电

那么说了这么多,和800V又有什么关系呢,你知道这个升压到800V很多车的电机是利用什么吗?其实是利用电机作为升压复用线圈来提升电压来辅助充电系统的,没想到电机也能帮助充电吧?而且800V电动汽车只有采用800V电池并使用SiC(碳化硅)逆变器、中间线路、OBC(车载充电器)、DCDC转换器和其他支持更高电压水平的电气设备才能成为可能。

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传统电动汽车标配 400V 电气架构。由于电压限制,当今的电动汽车连接到直流充电站时的最大电压被限制为 400 伏。为了达到更高的充电速率,电流水平应该达到 600A 甚至更高,这对于充电站严重依赖的基础设施来说并不理想。也就是说,目前还在买400V架构的,基本上就属于在垃圾堆里翻淘汰产品了。

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众所周知,第一款更高电压的电动汽车是 保时捷 Taycan,它内置了先进的 800V 逆变器。通过适当的充电设置,其直流充电速率可高达 270 kW。

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此后,现代和起亚开发了另一种 800V 充电技术,以避免使用昂贵的 800V SiC 逆变器。

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2021 年底,Lucid Motors 推出了首款汽车 Lucid Air,配备了业领先的 924V 系统。

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一年后,特斯拉推出了其首款 1000V 车辆架构,推出了三电机电动卡车 Tesla Semi。

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通用、大众汽车,当然还有 Aion、Avatr、小鹏汽车、Zeekr、比亚迪、Voyah 和小米、小鹏、蔚来汽车、理想汽车等中国品牌也一直在为其电动汽车开发 800V 高压电气系统。

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三、800V系统的挑战在哪?

从电机设计角度,电压越高电线越细,但绝缘皮就有更大的失效风险;从损耗角度,电压越高,同等功率体系下的线束(充电线束、中间线束)可以减重,这是带来的好处。

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另外,纠正一个偏见就是有人认为800V架构的难点是碳化硅,但实际上碳化硅目前都是1200V的架构,并不存在太大压力。而且目前SiC架构处在快速降本的周期内,这也是三电系统近期迎来价值跃升的一个重要考量点。 所以只要是攀上了这个价值点,就算是一种优势体现了。目前只需要知道,敢于喊出800V+碳化硅的厂家,就是对自己减重轻量化和绝缘抗击穿能力的一种自信吧。

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