高电压平台=充电快+更安全
新能源车主的一大焦虑就是充电慢,而高电压平台恰好解决了这一难题。 根据物理定律,在电池容量一定的情况下缩短充电时间,需要提高充电功率:t(充电时间)=w(充电量)/p(充电功率)。汽车行业提高充电功率的普遍技术路线,一是提高充电电压,二是提高充电电流:p(充电功率)=u(电压)*i(电流)。
小鹏g9利用800v高压平台做到了高电压和高电流双管齐下:电流方面,峰值充电电流可达600+a;电压方面,量产电动车的架构电压普遍在400-500v,而小鹏实现了远超行业平均工作电压的800v级,并可兼容不同电压充电桩。这样一来,800v高压平台带来的充电体验将会更加快捷,新能源车型与传统油车在补能方面的差距将大大缩小。 不过需要注意的是,提高动力电池电压不是车企可以一家说了算的,需要车辆平台架构的支持、电池电芯的升级和整车高压模块(dcdc、obc)的升级等等,所以此前更多车企选择提升充电电流来加快充电速度。但是高电流意味着更大的发热量和对电缆的高规格要求,非常影响充电安全。高电压平台便是为了在恒定充电功率下,减小电流而做到更好的安全表现。小鹏g9的600+a电流,一定是出现在小鹏最新的480kw级超级充电桩上的。
目前为止,市面上在售的采用800v动力电池平台的车型仅有保时捷taycan和即将预售的小鹏g9,其他采用高电压平台(500v以上)的产品还有极狐阿尔法系列和比亚迪部分车型。 sic功率模块,高电压平台的最佳搭档 与动力电池电压一同提升的,往往还有一个电动车上虽然不起眼,但是对车辆各方面性能表现至关重要的零部件——功率开关模块。 我们都知道,想让电动车跑起来,需要电池、电机和电控的良好配合。但是电池和电机之间存在一点“交流障碍”:电池输出的是直流电,电机需要输入的交流电。想要让二者无障碍协作,就需要一个名叫“功率器件”的转换器,将直流电转化为交流电。功率器件的性能,直接决定电动汽车的加速、极速、电耗等核心性能表现。
目前采用更多的是硅基igbt功率开关,由于本身的承压能力所限,车辆电池电压很难超过700v,所以高电压平台下的车辆功率开关模块就需要sic碳化硅来搭档了。得益于耐高压的特性,碳化硅可以控制更高的系统电压,因此被认为是800v高压平台的最佳拍档。 顾名思义,碳化硅是碳和硅组成的化合物。同样作为半导体材料,碳元素的加入让碳化硅的性能从1.0跃升到3.0,在功率密度、禁带宽度、电子漂移饱和速度和热导率等方面可谓是全方位碾压。以更直白易懂的方式总结一下碳化硅的核心优势,就是高效率、低损耗、耐高温。小鹏g9通过应用高压sic技术,电驱综合效率提升了2%以上。具体到能为车主提供的利益,主要体现在增加续航里程和节省车内空间。
只是由于目前在产能和成本方面仍无法与igbt相媲美,碳化硅器件的普及还需要时间,业内对2025年碳化硅mosfet的渗透率预期普遍在20%左右,未来几年内igbt仍将是电驱动系统最主流的功率半导体器件。 未来普及的高电压平台电动汽车,在使用体验上将会有极大的提升,特别是充电效率上,届时于燃油车的补能时间差距也会进一步缩短。在如今高油价背景下,电动汽车的优势再次被放大,电动化取代传统内燃机的脚步越来越快。
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