高電壓系統(tǒng)的案例
大眾ID.4純電動(dòng)汽車高電壓系統(tǒng)詳解（一）
大眾ID.4純電動(dòng)汽車是2021年世界年度車型，高電壓系統(tǒng)經(jīng)過(guò)全新設(shè)計(jì)，與模塊化純電動(dòng)平臺(tái)架構(gòu)無(wú)縫集成。動(dòng)力蓄電池是車輛底盤的一部分，安裝在車輛下部，以提供較低的重心。ID.4純電動(dòng)汽車高電壓系統(tǒng)如圖1所示。
圖1 ID.4純電動(dòng)汽車高電壓系統(tǒng)
ID.4上市后先配備了82kWh的動(dòng)力蓄電池，稍后將提供62kWh動(dòng)力蓄電池的車型。82kWh動(dòng)力蓄電池在12個(gè)電池模塊中有288個(gè)單體電池。這些電池模塊安裝在一個(gè)輕型鋁制結(jié)構(gòu)的殼體中，動(dòng)力蓄電池外殼用螺栓固定在車身上。
ID.4可以通過(guò)交流（AC）和直流（DC）快速充電樁充電。車載充電器允許ID.4充電使用家用或公共2級(jí)充電樁，動(dòng)力蓄電池充電1h，可以行駛約53km，并在約7.5h內(nèi)充滿電（圖2）。在直流快速充電站，使用125kW的充電樁，ID.4可以在大約38min內(nèi)從5％充電到80%，充電口如圖3所示。
圖2 ID.4充電
圖3 ID.4充電口
一
電氣元件位置
ID.4純電動(dòng)汽車的高電壓電氣元件包括動(dòng)力蓄電池AX2、電壓轉(zhuǎn)換器A19、高電壓加熱器（PTC）ZX17、PTC加熱器元件Z132、空調(diào)壓縮機(jī)VX81、動(dòng)力蓄電池充電器AM、充電口UX4、三相電流驅(qū)動(dòng)電機(jī)VX54、電機(jī)電力和控制電子裝置JX1，電氣元件位置如圖4所示。
圖4 電氣元件位置圖
二
動(dòng)力蓄電池AX2
82kWh鋰離子動(dòng)力蓄電池AX2的最大交流充電功率為11kW，最大直流充電功率為125kW。包括12個(gè)蓄電池模塊，如圖5所示。
展開(kāi) 技術(shù)文章｜如何設(shè)計(jì)可靠性更高、尺寸更小、成本更低的高電壓系統(tǒng)解決方案
在需要同時(shí)輸送電力和傳輸數(shù)據(jù)的系統(tǒng)中，您可以使用相同的變壓器繞組線圈來(lái)滿足功率和信號(hào)需求，如圖 2 所示。將信號(hào)和電力輸送功能結(jié)合到同一集成變壓器線圈上，可以充分降低解決方案的成本并縮小尺寸。TPSI3050-Q1 和 TPSI3052-Q1 就是把數(shù)據(jù)傳輸和電力輸送結(jié)合在同一變壓器通道上。
圖 2：使用磁隔離通過(guò)隔離柵可靠地輸送電力和信號(hào)
對(duì)于磁隔離，TI 使用專有多芯片模塊方法，協(xié)同封裝高性能平面變壓器與隔離式功率級(jí)和專用控制器裸片。我們可以使用高性能鐵氧體磁芯來(lái)構(gòu)建這些變壓器，以便提高耦合和變壓器效率，也可以在電力輸送需求不高的應(yīng)用中使用空芯，從而節(jié)省成本并降低復(fù)雜性。
電動(dòng)汽車應(yīng)用
為減輕重量、增加扭矩、提高效率并加快充電速度，電動(dòng)汽車高電壓電池組的電平從 400V 增加到 800V，甚至高達(dá) 1kV。電池管理系統(tǒng) (BMS) 和牽引逆變器是兩個(gè)非常關(guān)鍵的電動(dòng)汽車子系統(tǒng)，需要將 800V 域與底盤隔離，從而確保乘客及其車輛的安全。
圖 3 所示框圖是牽引逆變器的示例，在三相直流轉(zhuǎn)交流逆變器配置中，該牽引逆變器使用隔離柵極驅(qū)動(dòng)器來(lái)驅(qū)動(dòng)高電壓絕緣柵雙極晶體管 (IGBT) 或碳化硅 (SiC) 模塊。這些模塊可協(xié)同封裝多達(dá)六個(gè) IGBT 或 SiC 開(kāi)關(guān)，至多需要六個(gè)隔離變壓器，為六個(gè)獨(dú)立的柵極驅(qū)動(dòng)器 IC 供電。我們的 UCC14240-Q1 是一款雙輸出、中電壓、隔離直流/直流電源模塊，可在牽引逆變器、柵極驅(qū)動(dòng)器偏置應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)更高的性能，同時(shí)通過(guò)減少外部變壓器的數(shù)量來(lái)充分縮小 PCB 面積。
圖 3：典型的牽引逆變器系統(tǒng)方框圖
此外，將高電壓電池端子連接到子系統(tǒng)時(shí)，BMS 使用預(yù)充電電路。
展開(kāi) 深度解讀：全新奧迪Q2L E-tron高電壓部件
高電壓直流充電接觸器1 J1052，正極
高電壓直流充電接觸器2 J1053，負(fù)極
高電壓蓄電池保護(hù)電阻N662
高電壓系統(tǒng)保險(xiǎn)絲S350
高電壓系統(tǒng)電容器
J840
7.2 高電壓蓄電池開(kāi)關(guān)盒SX6充電結(jié)構(gòu)
展開(kāi) 深度解讀：全新奧迪Q2L E-tron高電壓部件
本文根據(jù)奧迪原廠自學(xué)資料整理，用圖解方式和大家分享奧迪全新Q2L E-tron的高電壓部件結(jié)構(gòu)組成和作用。 從基本層面了解并認(rèn)識(shí)奧迪Q2L車型的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，為基本維修保養(yǎng)工作的開(kāi)展做好準(zhǔn)備。 希望通過(guò)本文，可以幫助大家快速了解奧迪E-tron車型的高電壓結(jié)構(gòu)與原理。
深度解讀：全新奧迪Q2L E-tron高電壓部件
文根據(jù)奧迪原廠自學(xué)資料整理，用圖解方式和大家分享奧迪全新Q2L E-tron的高電壓部件結(jié)構(gòu)組成和作用。 從基本層面了解并認(rèn)識(shí)奧迪Q2L車型的電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，為基本維修保養(yǎng)工作的開(kāi)展做好準(zhǔn)備。 希望通過(guò)本文，可以幫助大家快速了解奧迪E-tron車型的高電壓結(jié)構(gòu)與原理。
高電壓平臺(tái)電驅(qū)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及挑戰(zhàn)
高電壓平臺(tái)電驅(qū)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及挑戰(zhàn)
新能源汽車高電壓組件結(jié)構(gòu)淺析
圖7 純電動(dòng)汽車動(dòng)力電池組上的高壓線束
電池組和變頻器之間的直流連接電纜還向DC/DC轉(zhuǎn)換器供電，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)12 V輔助系統(tǒng)的供電，并在車輛通電時(shí)（READY ON時(shí)）對(duì)汽車的12 V輔助電池進(jìn)行充電。盡管DC/DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓屬于低電壓，但仍然將其看成是一種高壓元件，因?yàn)樗妮斎攵私尤氲氖歉邏弘姟?3 高壓導(dǎo)線連接器的拆裝
無(wú)論是扁平式高壓導(dǎo)線連接器還是圓形高壓導(dǎo)線連接器，在松開(kāi)或固定時(shí)都必須嚴(yán)格遵守規(guī)定順序。如果更換了高壓組件，組裝時(shí)必須注意：按規(guī)定重新建立高壓組件殼體與車輛接地之間的導(dǎo)電連接；嚴(yán)格遵守維修說(shuō)明；由另外1名維修人員檢查維修工作（包括擰緊力矩、接觸裸露金屬等），并在維修工單上進(jìn)行書(shū)面記錄。
3.1 扁平式高壓導(dǎo)線連接器的拆裝
在某些高壓組件的導(dǎo)線連接器上有單獨(dú)的高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器，在松開(kāi)高壓導(dǎo)線連接器前，必須首先松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器（圖8）。高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器處于連接狀態(tài)時(shí)，高壓互鎖回路閉合；松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器，高壓互鎖回路斷開(kāi)，此時(shí)高電壓系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。這是一項(xiàng)附加安全措施，確保維修人員在開(kāi)始工作前已將高電壓系統(tǒng)切換為無(wú)電壓輸出狀態(tài)。
圖8 松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器
松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器后，推移機(jī)械鎖止件（圖9），然后即可拔出高壓導(dǎo)線連接器（圖10）。將高壓導(dǎo)線連接器拔出幾毫米（位置A）后，可感覺(jué)到較高反作用力，此時(shí)要向相同方向繼續(xù)拔出高壓導(dǎo)線連接器（位置B）。注意：在位置A時(shí)切勿將高壓導(dǎo)線連接器重新壓回高壓組件上，這樣可能會(huì)損壞高壓導(dǎo)線連接器。
重新連接高壓導(dǎo)線連接器時(shí)，按松開(kāi)的相反順序進(jìn)行即可。
展開(kāi) 新能源汽車高電壓組件結(jié)構(gòu)淺析
高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器處于連接狀態(tài)時(shí)，高壓互鎖回路閉合；松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器，高壓互鎖回路斷開(kāi)，此時(shí)高電壓系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉。這是一項(xiàng)附加安全措施，確保維修人員在開(kāi)始工作前已將高電壓系統(tǒng)切換為無(wú)電壓輸出狀態(tài)。
圖8 松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器
松開(kāi)高壓互鎖回路導(dǎo)線連接器后，推移機(jī)械鎖止件（圖9），然后即可拔出高壓導(dǎo)線連接器（圖10）。將高壓導(dǎo)線連接器拔出幾毫米（位置A）后，可感覺(jué)到較高反作用力，此時(shí)要向相同方向繼續(xù)拔出高壓導(dǎo)線連接器（位置B）。注意：在位置A時(shí)切勿將高壓導(dǎo)線連接器重新壓回高壓組件上，這樣可能會(huì)損壞高壓導(dǎo)線連接器。
重新連接高壓導(dǎo)線連接器時(shí)，按松開(kāi)的相反順序進(jìn)行即可。圖11展示了高壓組件上扁平式高壓導(dǎo)線連接器插座的結(jié)構(gòu)。
3.2 圓形高壓導(dǎo)線連接器的拆裝
圖9 推移高壓導(dǎo)線連接器的機(jī)械鎖止件
圖10 拔出高壓導(dǎo)線連接器
如圖12所示，將圓形高壓導(dǎo)線連接器上的2個(gè)鎖止元件壓向一起，然后即可拔出高壓導(dǎo)線連接器。
展開(kāi) 電壓偏高或偏高，該如何調(diào)整變壓器的二次電壓？
一般用于對(duì)電壓要求嚴(yán)格需經(jīng)常調(diào)檔的變壓器。
有小伙伴會(huì)問(wèn)了，既然變壓器”有載“調(diào)壓裝置能夠?qū)崿F(xiàn)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)下的調(diào)壓功能，那還選什么”無(wú)載“調(diào)壓裝置啊？大家又不會(huì)腦子挖塌了吧？
當(dāng)然首先是因?yàn)閮r(jià)格啦！
一般情況下，無(wú)載調(diào)壓變壓器的價(jià)格是有載調(diào)壓變壓器的價(jià)格2/3；同時(shí)，無(wú)載調(diào)壓變壓器的體積也由于不具備有載調(diào)壓部分而小很多。所以，在規(guī)程沒(méi)有規(guī)定或者其他情況下會(huì)選擇用無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器。
說(shuō)到變壓器的調(diào)壓裝置，有小伙伴會(huì)問(wèn)了，為什么要選擇變壓器有載調(diào)壓呢？有什么作用呢？
提高電壓合格率
電力系統(tǒng)配電網(wǎng)絡(luò)中的電能傳輸，產(chǎn)生的損耗，只有在額定電壓附近其損耗值為最小。進(jìn)行有載調(diào)壓，經(jīng)常保持變電所母線電壓的合格，使電氣設(shè)備運(yùn)行在額定電壓狀態(tài)，將降低損耗，是最為經(jīng)濟(jì)合理的。電壓合格率是供電質(zhì)量重要指標(biāo)之一，及時(shí)進(jìn)行有載調(diào)壓，可確保電壓合格率，從而滿足人民的生活及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。
提高無(wú)功補(bǔ)償能力，提高電容器投入率
電力電容器作為無(wú)功補(bǔ)償裝置，其無(wú)功出力與運(yùn)行電壓平方成正比。當(dāng)電力系統(tǒng)運(yùn)行電壓降低，補(bǔ)償效果降低，而運(yùn)行電壓升高時(shí)，對(duì)用電設(shè)備過(guò)補(bǔ)償，使其端電壓升高，甚至超出標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，容易損壞設(shè)備絕緣，造成設(shè)備事故。為防止向電力系統(tǒng)倒送無(wú)功，而停用無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備，造成無(wú)功裝置的浪費(fèi)和損耗的增加，這時(shí)應(yīng)能及時(shí)調(diào)整主變壓器分接開(kāi)關(guān)，將母線電壓調(diào)至合格范圍，就無(wú)需停用電容器的補(bǔ)償。
好啦！讓我們一起來(lái)了解有載調(diào)壓裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)吧！
展開(kāi) 三相四線供電系統(tǒng)中，如何從380V線電壓中獲得220V的相電壓？
在城市低壓配電網(wǎng)中，通常一般采用三相四線制作為供電系統(tǒng)的輸電線路。其中三條線路分別為A、B、C三相，另一條則是中性的N線，即A、B、C三相共用的零回路線。在進(jìn)入用戶電度表的單相輸電線路中，一條我們稱為相線L（火線），另一條則為中性的N線（零線），中線在正常情況下要通過(guò)電流以構(gòu)成單相線路中電流的回路。而三相四線供電系統(tǒng)中，當(dāng)A、B、C三相平衡時(shí)，中性線（零線）是無(wú)電流的，故稱為三相四線制；在380V低壓配電網(wǎng)中為了從380V線電壓中獲得220V的相電壓，從而設(shè)置了N線暨零回路線。
上圖為三相四線電度表接線圖。圖中的黃、綠、紅三色線路分別表示A、B、C三相；藍(lán)色表示零線；黑色表示接地線（保護(hù)接地）。
以下兩圖為家用單相電度表接線圖
圖一：
圖一分別顯示了火線與零線的進(jìn)出線孔，以及進(jìn)出線的接線樁頭螺絲。
圖二：
圖二既顯示了零線與一根火線（相線）之間220V的相電壓，也顯示了電源通過(guò)火線進(jìn)入用電器，然后在做功時(shí)所形成的工作負(fù)載，并通過(guò)零線形成了一個(gè)電流做功后的工作回路。
線電壓和相電壓
對(duì)于三相四線制的電網(wǎng)，三根相線中任意兩根之間的電壓稱為線電壓；而零線與任意一根相線之間的電壓則稱為相電壓。三相電壓的相位相差為120度，線電壓是兩個(gè)相的相電壓的矢量和。線電壓與相電壓的大小關(guān)系：線電壓=根號(hào)3倍的相電壓。
展開(kāi) 兩款電池系統(tǒng)中電壓電流采集器拆解
隨著電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率提升，還有大功率充電的需求增加，電動(dòng)汽車的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，對(duì)電流的測(cè)量也越來(lái)越多的使用到了電流Shunt模塊，特別是在母線的電流測(cè)量上面。
我之前寫(xiě)過(guò)比亞迪和奧迪的兩個(gè)電池管理系統(tǒng)，今天的文章是想把它們兩家的電壓和電流采集傳感器拿出來(lái)，做一個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的分析和對(duì)比。有關(guān)芯片層面解讀是第一步，感興趣的朋友可以繼續(xù)深挖。
一、奧迪的電流電壓采集器的設(shè)計(jì)
奧迪的電流和電壓的采集器是整合到一起的，由Draexlmaier提供。
圖1 奧迪的電流電壓傳感器，甚至做了一個(gè)系列出來(lái)
我把整個(gè)框圖整理了下：
這是一個(gè)符合高功能安全的設(shè)計(jì)
兩路冗余的電流采樣是通過(guò)MM9Z1J638和AS8510實(shí)現(xiàn)的
五路高壓采樣是通過(guò)AS8510和MCP3919實(shí)現(xiàn)的
12V電源，一路直接進(jìn)行MM9Z1J638，一路通過(guò)LDO L2951對(duì)AS8510和MCP3919進(jìn)行供電
圖2 高壓和電流采樣的框圖
這相當(dāng)于使用了兩個(gè)專用的電池監(jiān)測(cè)傳感器芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電流Shunt進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于奧迪和大眾BMS各個(gè)功能安全的定義，可能是按照ASIL C來(lái)做的。
圖3 電流傳感器的芯片
二、 比亞迪的電流電壓采集器設(shè)計(jì)
這個(gè)在我之前的文章里漏講了，正好現(xiàn)在補(bǔ)充一下。在這里有三個(gè)連接器：
綠色連接器：一共有6個(gè)引腳，是連接到BMU的部分
黑色連接器1：用來(lái)進(jìn)行高壓采集和高壓絕緣情況測(cè)量
黑色連接器2：用來(lái)進(jìn)行高壓采集
這個(gè)板子的背面，主要是包含分壓的網(wǎng)絡(luò)。
展開(kāi) 
基于嵌入式系統(tǒng)可調(diào)節(jié)輸出電壓的高效電源設(shè)計(jì)
該項(xiàng)目的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一個(gè)高效電源系統(tǒng)，其輸出電壓（VOUT）可以數(shù)字調(diào)節(jié)。為了保證輸出電壓的精確性，采用數(shù)字閉環(huán)控制，用于修正失調(diào)、漂移和負(fù)載變化（最大至600mA）的影響。電路包括輸出可調(diào)的降壓型控制器、ADC與DAC、電壓基準(zhǔn)以及一個(gè)微控制器（MCU）。
在大多數(shù)DC-DC轉(zhuǎn)換器中，位于FB引腳上的電阻網(wǎng)絡(luò)可調(diào)整轉(zhuǎn)換器的輸出電壓（見(jiàn)圖1）。在本文電路中，利用DAC輸出電壓（VDAC）改變電阻網(wǎng)路的基準(zhǔn)電壓，達(dá)到調(diào)整轉(zhuǎn)換器輸出（VOUT）的目的。ADC檢測(cè)輸出電壓，并將結(jié)果送入微處理器。微處理器調(diào)整DAC輸出，以控制系統(tǒng)輸出電壓達(dá)到預(yù)定值。為使電路盡可能簡(jiǎn)單，預(yù)設(shè)輸出電壓通過(guò)PC的串行通信口（RS-232）送入微處理器。這個(gè)系統(tǒng)在一些需要精確控制供電電壓的嵌入式系統(tǒng)中非常有用。例如為ASIC、DSP或者M(jìn)CU供電的電源，電源電壓對(duì)應(yīng)于處理器的工作速率。將供電電壓調(diào)整到工作速率對(duì)應(yīng)的最小電壓，可以降低處理器功耗。
電路所需器件和開(kāi)發(fā)工具
系統(tǒng)的主電源選擇低靜態(tài)電流、輸出1.25V～5.5V可調(diào)的降壓型調(diào)節(jié)器MAX1692，它可以提供最大600mA的電流。MAX1692評(píng)估板提供了一個(gè)經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的電路布局和推薦輸入電容、輸出電容和電感量。MAX1692反饋引腳電阻網(wǎng)絡(luò)的偏置由低功耗、12位DAC提供，MAX5302可以提供2.5mA的負(fù)載驅(qū)動(dòng)。DAC基準(zhǔn)電壓為2.5V。電壓調(diào)節(jié)器輸出電壓由低功耗、12位ADC（MAX1286）讀取， MAX1286能自動(dòng)關(guān)斷，可以在轉(zhuǎn)換之間減少電源消耗。ADC基準(zhǔn)由高精度5V電壓基準(zhǔn)MAX6126 提供。ADC和DAC均采用SPI口通信。高精度電壓基準(zhǔn)包括輸出檢測(cè)和地檢測(cè)引腳，將其連接到ADC的基準(zhǔn)和地引腳。這樣可以保證ADC具有最高準(zhǔn)度的基準(zhǔn)電壓。
展開(kāi) 全固態(tài)電池在高電壓下的界面失效機(jī)制
【研究背景】
全固態(tài)鋰電池（ASSLBs）具有高安全性和高能量密度，是下一代電池重要的技術(shù)路線。聚環(huán)氧乙烷（PEO）是一種性能優(yōu)良的固態(tài)電解質(zhì)，具有良好的離子傳導(dǎo)能力，且對(duì)正負(fù)極活性物質(zhì)具有較好的界面潤(rùn)濕能力。
然而，PEO的電化學(xué)窗口較窄，當(dāng)充電電壓高于3.9V（vs. Li/Li+）時(shí)，PEO會(huì)發(fā)生電化學(xué)分解。因此，與高電壓正極（LiCoO2、NCM）相匹配時(shí)，PEO基固態(tài)電池通常呈現(xiàn)出較差的電化學(xué)性能。通過(guò)對(duì)正極表面包覆或PEO進(jìn)行結(jié)構(gòu)改性，可以改善PEO基固態(tài)電池的循環(huán)穩(wěn)定性。然而，PEO基固態(tài)電池在高電壓下真正的失效機(jī)制仍需深入研究。
【工作介紹】
近日，北京大學(xué)深圳研究生院潘鋒教授課題組通過(guò)在LiCoO2表面包覆一層高電壓下性質(zhì)穩(wěn)定的Li3AlF6材料，改善電解質(zhì)-正極界面穩(wěn)定性，大大提升了PEO基固態(tài)電池在高電壓下的電化學(xué)性能。同時(shí)，對(duì)PEO基固態(tài)電池在不同電壓下的失效過(guò)程和原因進(jìn)行分析。研究表明，在3.0-4.2V電壓區(qū)間內(nèi)，PEO基固態(tài)電池的容量衰減主要?dú)w因于LiCoO2的表面發(fā)生結(jié)構(gòu)失效，生成CoO相；在3.0-4.5V以及更高的電壓下，除LiCoO2結(jié)構(gòu)失效外，PEO自身開(kāi)始出現(xiàn)分解，離子電導(dǎo)率下降導(dǎo)致電池阻抗值增大，加劇了LiCoO2/PEO/Li電池的失效。該工作以“Insights Into the Interfacial Degradation of High-Voltage All-Solid-State Lithium Batteries”為題發(fā)表在國(guó)際頂級(jí)期刊“Nano-Micro Letters ”上。碩士研究生李家文為該論文第一作者，楊盧奕副研究員、宋永利副研究員、潘鋒教授為通訊作者。
【內(nèi)容表述】
圖1. LAF@LCO的結(jié)構(gòu)表征分析。
展開(kāi) 技術(shù)貼：電動(dòng)汽車高電壓平臺(tái)技術(shù)解析！
目前主流的動(dòng)力電池包，已經(jīng)能夠支持2C充電倍率（充電倍率是充電快慢的一種量度，充電倍率=充電電流/電池額定容量），通過(guò)電解液添加劑、各向同性石墨、石墨烯等材料的使用，可以一定程度上提升電池材料的電導(dǎo)率，改善高電壓下三元材料的穩(wěn)定性。但這些方案并不能從根本上避免副反應(yīng)的發(fā)生，如果想要實(shí)現(xiàn)4C甚至6C充電倍率的超快充，還需要在電池材料、高控制精度的BMS（電池管理系統(tǒng)）等方面實(shí)現(xiàn)突破。
在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，電壓的提高會(huì)對(duì)絕緣能力、耐壓等級(jí)以及爬電距離提出更高的要求，將對(duì)電氣部件的設(shè)計(jì)和成本帶來(lái)影響，但在工業(yè)電機(jī)等領(lǐng)域還是有比較豐富的高壓應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，主要的難點(diǎn)在電機(jī)控制器的核心元件——功率半導(dǎo)體器件。目前滿足車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體器件中，最主流的硅基IGBT耐壓等級(jí)在600-750V，能在800V平臺(tái)上使用的高壓IGBT產(chǎn)品并不多，還存在著損耗高、效率低的缺點(diǎn)。
只是由于目前在產(chǎn)能和成本方面仍無(wú)法與IGBT相媲美，碳化硅器件的普及還需要時(shí)間，業(yè)內(nèi)對(duì)2025年碳化硅MOSFET的滲透率預(yù)期普遍在20%左右，未來(lái)幾年內(nèi)IGBT仍將是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最主流的功率半導(dǎo)體器件。
在空調(diào)壓縮機(jī)、PTC、DCDC、車載充電機(jī)等部件方面，面向高電壓平臺(tái)的開(kāi)發(fā)也在進(jìn)行中。根據(jù)業(yè)界人士的分析，相關(guān)的量產(chǎn)工作均有望于今年年內(nèi)完成，一旦產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，可以快速拉低整個(gè)制造成本。
星星充電、普天新能源、特來(lái)電等充電服務(wù)商，均具備了400kW以上充電樁的技術(shù)儲(chǔ)備。但目前我國(guó)采用的電動(dòng)汽車充電標(biāo)準(zhǔn)還是2015年頒布的，最大電壓和電流分別為950V、250A，最大充電功率被限制在240kW。充電樁新國(guó)標(biāo)的落地，也將進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用。
展開(kāi) 高電壓平臺(tái)技術(shù)解析
但這些方案并不能從根本上避免副反應(yīng)的發(fā)生，如果想要實(shí)現(xiàn)4C甚至6C充電倍率的超快充，還需要在電池材料、高控制精度的BMS（電池管理系統(tǒng)）等方面實(shí)現(xiàn)突破。
在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，電壓的提高會(huì)對(duì)絕緣能力、耐壓等級(jí)以及爬電距離提出更高的要求，將對(duì)電氣部件的設(shè)計(jì)和成本帶來(lái)影響，但在工業(yè)電機(jī)等領(lǐng)域還是有比較豐富的高壓應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，主要的難點(diǎn)在電機(jī)控制器的核心元件——功率半導(dǎo)體器件。目前滿足車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體器件中，最主流的硅基IGBT耐壓等級(jí)在600-750V，能在800V平臺(tái)上使用的高壓IGBT產(chǎn)品并不多，還存在著損耗高、效率低的缺點(diǎn)。
只是由于目前在產(chǎn)能和成本方面仍無(wú)法與IGBT相媲美，碳化硅器件的普及還需要時(shí)間，業(yè)內(nèi)對(duì)2025年碳化硅MOSFET的滲透率預(yù)期普遍在20%左右，未來(lái)幾年內(nèi)IGBT仍將是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最主流的功率半導(dǎo)體器件。
在空調(diào)壓縮機(jī)、PTC、DCDC、車載充電機(jī)等部件方面，面向高電壓平臺(tái)的開(kāi)發(fā)也在進(jìn)行中。根據(jù)業(yè)界人士的分析，相關(guān)的量產(chǎn)工作均有望于今年年內(nèi)完成，一旦產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，可以快速拉低整個(gè)制造成本。
星星充電、普天新能源、特來(lái)電等充電服務(wù)商，均具備了400kW以上充電樁的技術(shù)儲(chǔ)備。但目前我國(guó)采用的電動(dòng)汽車充電標(biāo)準(zhǔn)還是2015年頒布的，最大電壓和電流分別為950V、250A，最大充電功率被限制在240kW。充電樁新國(guó)標(biāo)的落地，也將進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用。
總的來(lái)說(shuō)，電動(dòng)車高電壓平臺(tái)技術(shù)所需的配套方案已經(jīng)基本具備，何時(shí)進(jìn)行高電壓平臺(tái)的量產(chǎn)開(kāi)發(fā)工作、以何種方式應(yīng)用這一技術(shù)的問(wèn)題，已經(jīng)擺在了各個(gè)車企面前。
車企在高電壓平臺(tái)方面的布局
在高電壓平臺(tái)方面，第一個(gè)吃螃蟹的是2019年上市的保時(shí)捷Taycan(參數(shù)|詢價(jià))。
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