800V纯电动车平台分析二:400V&800V,大电流高电压

主流汽车制造商正在加快布局,预计2022年将迎来快充技术的元年。像小鹏、广汽等领军企业,都有望在今年内推出支持快速充电的纯电动车型,这些车型预计能在5分钟内充电完成,并提供约200公里以上的续航里程。这种发展趋势有望极大地缓解电动车用户的“充电焦虑”。

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汽车行业主流企业快充技术的量产时间表

提高电动车充电速度的关键在于提升充电功率,这主要有两种技术途径:一是增大充电电流,二是提高充电电压。在400V的电压平台下,通过250A的电流可以实现100kW的充电功率,10分钟内可行驶约100公里。如果将电流提升至500A以上,则可以实现200kW级别的快充,同样充电10分钟,续航里程可达到200-300公里。然而,若要达到400kW级别的充电功率,则需要将电动车的电压架构从400V升级到800V,这样充电5分钟就能续航200-300公里,从而大幅减轻充电压力。

1. 大电流技术支持200kW级快速充电

在400V电压平台下,利用250A电流可以达到100kW的充电功率,充电10分钟大约可以行驶100公里。根据国家标准《电动汽车传导充电系统》,直流充电的优选输出电流范围是80A-250A。目前市场上大多数电动车都采用400V电压平台,受限于硅基IGBT功率器件的耐压性能。在这个标准下,电动车的峰值充电功率大约是100kW。以这种功率充电10分钟,可以补充约16.7kWh的电量,假设电动车百公里耗电量为13kWh,那么充电10分钟后就能行驶约100公里。

同样在400V电压平台下,如果将电流提升至500A以上,就能实现200kW级别的快充。这样充电10分钟,电动车就能续航200-300公里。目前,采用这种大电流方案的电动车型包括特斯拉Model 3、广汽AION V Plus和极氪001等。

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部分采用大电流快充方案的电动车型

然而,大电流方案在实现250kW以上充电功率时面临挑战。大电流会导致电路中的连接器、电缆等部件产生较高的热损失,电池在大电流充电过程中也容易发生过载、过热等问题。目前,在400V架构下,极限电流一般为500A。

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特斯拉Model 3在V3超级充电桩的充电功率变化情况

2. 高电压方案实现400kW级别超级快充

为了实现400kW级别的充电功率,需要将电动车的电压平台从400V升级到800V。在800V高压架构下,当电流达到500A时,就能将充电功率提升至400kW,从而实现充电5分钟,续航200-300公里的目标,这将极大地缓解充电焦虑。800V高压架构不仅能提高充电功率,还能在整车电机输出功率不变的情况下,通过减小电流来降低热损耗,从而提升续航里程。

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部分采用高电压快充方案的电动车型

高电压方案有望成为解决“充电焦虑”的有效途径。华为在2021年4月发布了全栈高压平台解决方案,该方案涵盖了车载充电系统、电池管理、热管理系统以及动力总成等多个方面。华为计划在未来几年内推出更高电压和功率的充电技术,预计到2025年,纯电动车的充电时间将有望与燃油车加油时间相媲美,从而彻底消除“充电焦虑”。

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华为AI闪充全栈高压平台解决方案

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预计到2025年,加油与充电所需时间将显著接近

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