据悉,2024年北京车展配备SiC的车型超70款,如华为问界M5、蔚来乐道L60、保时捷Macan EV等,SiC的应用已经铺开,800V的SiC Mosfet已成为新能源汽车的标配。
什么是800V高压架构?
谈到800V,很多人下意识里认为800V就是快充系统。实际上这个理解有些偏差,准确地说,800V高压快充只是800V高压架构中的一个系统,还包括800V电池包、800V功率器件如电机、电空调等零部件。
简单来说,整个架构的高压方案是采用800V。
800V高压架构的多种方案
全域800V,即整车的电机、电池、电控、空调、DC-DC等电气系统均支持800V。例如小鹏的G9,其搭载扶摇架构的车型就是标配全域800V高压SiC碳化硅平台。这种方案的优势在于电机电控迭代升级,能量转换效率高;但电驱的功率芯片需要用SiC功率器件全面替代IGBT晶体管,零部件成本高。
关键部件支持800V,比如电驱系统、电池支持800V,而空调等部件依旧采用400V,可以兼顾整车成本和驱动效率的平衡,因为当前800V功率开关器件成本是400V级IGBT的数倍。这一方案能提升车辆的能耗表现,比400V架构的车型续航更实在。
仅电池支持800V高压快充,其它部件均为400V。即整车搭载一个800V电池组,在电池组和其他高压部件之间增加一个额外的DC-DC(DC-DC指直流转直流电源(Direct Current)输出直流电压可高于或低于直流输入电压。将800V电压降至400V,车上其他高压部件仍采用400V电压平台。当然这个800V电池组也可能是两个400V电池组通过智能串并联实现充电800V,放电400V。这一方案主要是解决快速补能问题,也是目前几乎所有800V车型都会配备的技术,投入低,见效快。
为什么要引入800V高压系统?
提升充电功率的方式无非有两种——要么提升电流I,要么提高电压U(P=UI)。就像是水龙头要在最快时间放满一桶水,要么加快水流(I),要么加大水龙口径(U)。
据热量公式:P=I²*R来看,电阻R是固定的,那么充电过程中的发热就只和电路中的电流I相关,和电压U无关。那么为了减少热量损失,降低热失控风险,就要控制电流I的大小,但又要提升充电功率,那就只能加大电压U了。选择高压系统,既能保证一定充电功率提升充电效率,又能降低电流,减少热损耗,可谓一举两得。
SiC功率模块,高电压平台的最佳搭档
碳化硅具备高效率、低损耗、耐高温等物理特性,可以将汽车的性能从1.0跃升到3.0,在功率密度、电子漂移饱和速度以及热导率等方面可谓是全方位碾压,大幅增加了汽车的续航里程和节省车内空间。
800V高压技术能带来怎样的驾乘体验?
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原文始发于微信公众号(江苏卓远半导体有限公司):科普丨SiC 800V高压架构解析