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關注創建者:EV汽車邦 創建時間:2021-04-03
800V的視頻教程
ANSYS高斯脈沖激光光源溫度場模擬APDL
激光參數: 光斑直徑:100微米 激光功率:200W?? 掃描速率v=800mm/s? 占空比ra=0.5? 激光頻率f=20000Hz? 以下為中間過程中的溫度場
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800V的實例教程
但“長途出行續航不夠”和“充電不方便”是當下新能源汽車消費者兩大痛點,為了延長續航里程,各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術方案,并且提供快充方案能有效的解決充電及續航焦慮,新能源汽車800V高壓系統技術由此應運而生。
什么是
800V高壓系統?
800V高壓系統的稱呼源自于整車電氣角度。當前主流新能源整車高壓電氣系統電壓范圍一般為230V-450V,取中間值400V,籠統稱之為400V系統;而伴隨著快充應用,整車高壓電氣系統電壓范圍達到550-930V,取中間值800V,可籠統稱之為800V系統。
800V高壓系統的典型特征在于電壓平臺。快充技術的核心在于提高整車充電功率,要提高整車充電功率,技術手段上要么加大充電流要么提高充電電壓,充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發熱量以及更多附屬設備瓶頸,而充電電壓提升則有更大的設計自由度,這直接推動了400V電壓平臺向800V電壓平臺轉換。
800V高壓系統長什么樣,什么性能?我們可以從已經批產的幾款800V電動汽車中一窺真容。
2019 年 4 月保時捷 Taycan Turbo S 全球首發,800V全球首款純電動車型誕生。性能上,最大充電功率可達320kW即一般120kW快充樁的2~3倍;高壓動力電池,前驅動電機,后驅動電機,車載充電機和PTC部件均采用了800V電壓平臺。
2020 年 12 月 2 日,現代汽車集團全球首發了全新電動汽車專用平臺 “E-GMP”, 該平臺同樣可以實現800V功能。
展開 傳統 Si 技術和 SiC 技術在 800 V 下的總功率損耗之間存在顯著差異。該圖證實了 800 V 電壓只能與 SiC 半導體一起使用。
評估逆變器的決定性因素是驅動系統在 WLTP 循環工況下的效率。圖 5 說明了逆變器對 WLTP 中系統效率的影響。條形圖的黃色部分顯示了 800 V SiC 相對于 800 V Si 解決方案的優勢——盡管在這兩種情況下都只應用了 10 kHz 的開關頻率和 5 kV/μs 的電壓壓擺率。配備 SiC 半導體的逆變 可能會在更高的頻率和轉換率下運行(典型值:開關頻率:10 ... 40 kHz,dv/dt:5 ... 50 kV/us)。左側的第二個欄圖 5 顯示了如果將 Si 逆變 用于800 V 系統,損耗將如何變化。
圖1 - 5所示SiC技術在不同方面的更高效率是基于嵌入在硅中的碳原子在材料基體中的高載流子遷移率。
由于導通電阻低,在SiC半導體中產生的熱損失很低。這允許更高的開關頻率,緊湊的封裝空間和減少功率模塊的冷卻能力需求。
展開 800V,一個出鏡頻率頗高的指標。從技術角度來說,這個參數指的是整車電平臺的標稱電壓,在大多數產品都還徘徊在300-500V電壓等級的當下,起碼800V從數字上已經有了足夠亮眼的資本。
那么,800V平臺究竟能給純電動產品帶來什么?是蛻變?還是僅僅就只有嘩眾取寵而已?
電動汽車為什么要上800V?
事實上,在今年集中爆發的800V并不是一項新技術,兩年之前,保時捷Taycan(參數丨圖片)就已經交出了首份答卷。
從這臺高端跑車和工程效果來看,800V平臺的優勢還是非常清晰的。
首先,相同功率下,800V電壓平臺要比400V有接近減半的電流,如此一來,高壓線徑可以減小不少,零部件發熱也會有所降低,反應到實車上就是成本、輕量化、EMC干擾的降低,以及效率和續航的提升。
而這種效果在充電過程中一樣可以發揮出強大的優化作用。
800V充電可以降低電池充電電流,帶來的就是電池包充電熱量降低,相同配置下可以提升充電功率,讓充電補能體驗無限接近于燃油車的加油。
這應該是讓所有汽車OEM趨之若鶩的關鍵。
挑戰何來?
展開 但“長途出行續航不夠”和“充電不方便”是當下新能源汽車消費者兩大痛點,為了延長續航里程,各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術方案,并且提供快充方案能有效的解決充電及續航焦慮,新能源汽車800V高壓系統技術由此應運而生。
什么是800V高壓系統?
800V高壓系統的稱呼源自于整車電氣角度。當前主流新能源整車高壓電氣系統電壓范圍一般為230V-450V,取中間值400V,籠統稱之為400V系統;而伴隨著快充應用,整車高壓電氣系統電壓范圍達到550-930V,取中間值800V,可籠統稱之為800V系統。
800V高壓系統的典型特征在于電壓平臺??斐浼夹g的核心在于提高整車充電功率,要提高整車充電功率,技術手段上要么加大充電流要么提高充電電壓,充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發熱量以及更多附屬設備瓶頸,而充電電壓提升則有更大的設計自由度,這直接推動了400V電壓平臺向800V電壓平臺轉換。
800V高壓系統長什么樣,什么性能?目前小鵬汽車、廣汽埃安、比亞迪e平臺、吉利極氪、理想汽車、北汽極狐等車企已經布局了 800V快充技術。
800V高壓平臺解決續航、充電焦慮問題
電車電動車 800V 高壓平臺正逐步落地。
因動力源差異,燃油車和電動車的電壓平臺差異大。燃油車動力源來自內燃機,車用電器對輸出功率要求不高,低電壓平臺即可滿足:1918 年,蓄電池首次引入汽車;1920年得到普及,電壓僅為6V。隨著車載電器增多,車企相繼推出12V-48V等系統,適配以內燃機為主要動力源的車型。
而純電車型動力源是電機和電池,需要較大的輸入/輸出功率,車內電壓平臺通常高于燃油車。純電乘用車電壓通常在200-400V 之間。
展開 在功率不變前提下,預計 800V 平臺的推出,續航里程將增加 10%、充電速度將提升一倍以上。當然,實際快充技術的普及需要充電樁功率和電池充電倍率的同步匹配。
800V平臺下,涉及高壓系統部件都需升級
400V與800V 電壓下整車系統架構基本一致,或增電源部件。高壓電氣系統下400V與800V拓撲結構基本一致,沒有太大變化。但若800V電壓平臺的電車能夠使用之前400V的直流快充樁,則需要在車端增加額外的DC/DC轉換器進行升壓,達到800V及以上才能夠對動力電池進行充電。在800V的情況下,整車成本及充電裝置將會更昂貴,800V部件在應用初期更適用于高檔跑車/SUV 等,中低端車型在較長時間內采取400V電壓平臺仍將是較為經濟的選擇。
此外高壓零部件及元器件需更提升耐壓等級,要求明顯提升。
除去可能新增 DC/DC升壓部件之外,在原本的整車高壓電氣架構中直接與高壓系統直接連接的子系統部件如:動力電池系統、動力系統(電機、電機控制器)、電源系統( DC/DC 、 OBC 、 PDU )以及車內的空調壓縮機、加熱系統等需要提升部件耐壓等級。在這些子系統部件提升耐壓等級從400V平臺升至800V平臺后,其所采用的元器件及材料如:線纜、連接器、繼電器、保險絲、電容、電阻、電感及功率半導體等耐壓等級需提升至800V及以上。為了保證產品的質量,在應用初期設計時將有可能需要更高的耐壓等級的部件來滿足絕緣安全冗余度的要求。
800V趨勢下快充電池的需求將會加速。
在400V電壓平臺下,當前 E/E 電氣架構下較難突破500A ,即200kW 以上的快充。但升級到800V電壓之后200kW快充電流可減少一半至250A , 800V電壓平臺有望使快充功率突破至350kW 。
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:國家超算深圳中心
展品范圍
?液冷技術?:冷板式、浸沒式(單相/兩相)、噴淋式、兩相流泵送冷卻等
?核心部件?:冷卻液(電子氟化液、礦物油等)、CDU(冷卻液分配單元)、冷板、快接頭、泵閥、漏液檢測系統、智能溫控傳感器
?數據中心應用?:模塊化/預制化液冷數據中心、微模塊、UPS、精密空調、余熱回收系統
?AI與算力配套?:GPU/CPU液冷散熱器、高密機柜、800V
聚焦800V 高壓直流 + 液冷協同設計、廢熱回收等行業熱點,共探低成本規?;窂?。
“超節功率MOS管”應為?超結功率MOS管?(Super Junction MOSFET),是一種專為高壓大功率應用優化的功率半導體器件。其核心創新在于通過?電荷平衡結構?突破傳統硅器件的“硅極限”(即耐壓與導通電阻之間的權衡關系)。
超結MOS管的工作原理
采用?P柱(P-type pillar)與N柱(N-type pillar)交替排列?的超結結構,替代傳統MOSFET中單一的N型漂移區
反電動勢測試:檢查電機三相電壓平衡度,有比較大反電勢測試速度(如0.5m/s)或電壓量程(如800V)的要求。
振動/噪音測試:包括加速度、速度、位移的測量范圍和精度(如±5%)。
電感測試:測試范圍可從1.0uH到1000.0mH,并指和定測試頻率(如100Hz, 1kHz)。
一.技術參數
1.分析類型:穩態熱仿真
2.材料:Cooler:ADC12
3.邊界條件:Ambient temperature:85℃
Cooler face temperature:75℃
Air Convention:10W/(m2·K)
4.載荷:IGBT PowerLoss=30W/chip
Diode PowerLoss
無論是新能源汽車的 800V 架構、儲能系統直接并網、還是消費電子中對小型化高功率的追求,更高的工作電壓正在成為行業共識,所以電氣擊穿不僅僅是高壓設備才關注的問題,只要產品工作電壓大于其絕緣耐受水平,都會有電氣擊穿的風險?;诖?,產品設計會面臨更大的挑戰:如何在更高電壓、更高功率密度下,準確且迅速地評估產品的電氣性能,確保絕緣可靠、避免電氣擊穿?
無論是新能源汽車的 800V 架構、儲能系統直接并網、還是消費電子中對小型化高功率的追求,更高的工作電壓正在成為行業共識,所以電氣擊穿不僅僅是高壓設備才關注的問題,只要產品工作電壓大于其絕緣耐受水平,都會有電氣擊穿的風險。基于此,產品設計會面臨更大的挑戰:如何在更高電壓、更高功率密度下,準確且迅速地評估產品的電氣性能,確保絕緣可靠、避免電氣擊穿?
隨著電動汽車續航里程和充電效率需求的不斷提升,800V及以上高壓平臺已成為行業發展趨勢。2020年保時捷Taycan率先實現800V架構商業化后,包括現代、比亞迪、小鵬等主流車企紛紛跟進布局。
電壓平臺的提升意味著充電功率的顯著增加,然而,高電壓也帶來了更嚴峻的絕緣挑戰。
具備 800V+SiC量產能力、 與主機廠深度股權合作的供應商,將在下一輪整合中繼續收割市場。
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隨著800V高壓平臺、CTB電池技術普及,散熱器結構復雜度呈指數級增長——多流道設計、異形密封面、納米級翅片間距等創新架構,對幾何精度的控制達到納米級別。