中国汽车电子技术展览会
2024年11月6日-8日
深圳国际会展中心(宝安新馆)

800V高压快充电池系统关键技术:(一)整车电压提升安全升级

5 月 17 日,国家发展改革委、国家能源局发布《关于加快推进充电基础设施建设 更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴的实施意见》。意见明确提出,加强公共充电基础设施布局建设;加快实现适宜使用新能源汽车的地区充电站 " 县县全覆盖 "、充电桩 " 乡乡全覆盖 "。可以看出,充电桩基础设施建设是 " 新基建 " 的重要内容。在充电这个技术环节上,如何让新能源汽车充电更快,成为了一个非常重要的问题。

 

新能源汽车产业的高速发展以及市场渗透率的持续提升,正在带动补能产业的全面升级进化。近两年来,高压快充成为补能产业链及众多车企关注发力的焦点。

 

和传统充电模式相比,高压快充不仅可以全面解决“补能焦虑”,还具备能耗低、减少车重与空间等一系列优势。目前,搭载800V高压架构的新能源汽车逐步成为市场主流,这也进一步推动了高压快充产业的规模化发展。

 

早在2019年,保时捷发布首款800V车型Taycan。目前国内已有超过10家车企宣布研发800V高压平台,包括小鹏、极狐、比亚迪、吉利、长城、零跑等一众车企,高功率快充成为了各家车企抢占的新高地。有人预计到2025年,全球搭载800V高压架构的新能源汽车将超200万辆,中国市场也将成为高压快充产业应用推广的核心市场。

 

800V高压平台大大缩短充电时间,充电一小时和充电15分钟相应的用户体验天差地别

 

那么800V高压快充电池系统都涉及到哪些关键技术呢?

 

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关键技术揭秘:

 

  • 高功率充电基础设施:

 

800V系统的成功应用离不开高功率充电基础设施的支持。据统计数据,全球范围内已经建立了大量的800V高功率充电站,有效满足了用户的充电需求。这些充电站能够提供高达350 kW的充电功率,使得用户能够在短时间内完成充电,节省了大量的时间和充电成本。

 

  • SiC的应用

 

构建800V超充平台的灵魂就是材料的革新,基于碳化硅的新型控制器,便引领着这一轮高压技术的革命。SiC(碳化硅)是一种由Si(硅)和C(碳)构成的化合物半导体材料。Si材料中,为了改善伴随高耐压化而引起的导通电阻增大的问题,主要采用如IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor : 绝缘栅极双极型晶体管)等少数载流子器件(双极型器件);但是却存在开关损耗大 的问题,其结果是由此产生的发热会限制IGBT的高频驱动。SiC(碳化硅)材料却能够以高频器件结构的多数载流子器件(肖特基势垒二极管和MOSFET)去实现高耐压,从而同时实现 "高耐压"、"低导通电阻"、"高频" 这三个特性。另外,带隙较宽,是Si的3倍,因此SiC(碳化硅)功率器件即使在高温下也可以稳定工作。

 

  • 先进的电池技术:

 

800V高压快充电池系统采用了先进的锂离子电池技术,具有更高的能量密度和更快的充电速度。相比传统400V系统,800V系统的充电速度可提升50%以上,让用户能够更快地完成充电并继续行驶。此外,根据行业数据,800V系统能够在短短15分钟内充电至80%以上的电量,为用户节省宝贵的时间。

 

  • 智能电池管理系统(BMS):

 

800V系统配备了先进的BMS,通过实时监测电池的状态和温度,确保充电和使用过程的安全性和稳定性。BMS利用复杂的算法,实现对电池的精确控制,避免过度充电和过热现象的发生。根据数据研究,800V系统能够提高电池寿命,延长使用时间,进一步提升用户的体验和满意度。

 

  • 高效热管理系统:

 

800V系统采用了先进的热管理技术,如液冷和主动温度控制,以有效控制电池的温度。据实验数据显示,800V系统相较于传统400V系统,能够将电池温度降低10°C以上,极大地减少了过热风险。这不仅提升了电池的安全性,还增加了电池的寿命和稳定性。

 

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整车电压提升安全升级

 

应用案例:

 

特斯拉Model S Plaid:作为首款采用800V高压快充技术的车型,特斯拉Model S Plaid在充电速度和安全性能上取得了巨大突破。用户只需短暂停留在充电站,即可迅速充满电,继续行程。

(图片来源:特斯拉官网)

 

奔驰EQS:奔驰EQS是奔驰首款采用800V高压快充技术的豪华电动轿车。

(图片来源:奔驰官网车型手册)

 

800V高压快充电池系统的应用为新能源汽车行业带来了重大的安全升级。通过先进的电池技术、智能电池管理系统和高效热管理系统,800V系统实现了更快的充电速度和更高的安全性能。特斯拉、比亚迪和奔驰等厂商的成功案例证明了这一技术的实际应用价值。随着技术的不断发展,我们可以期待新能源汽车的充电速度和安全性能将不断提升,为用户带来更好的出行体验。

 

文章参考:芯八哥、远瞻智库、东方财富、证券之星、聚汽网

 

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