CA168首页 > 自动化信息 > 综合信息 > 信息详情

高电压平台和SiC碳化硅功率开关对电动车有多重要

发布日期:2022-06-20 作者:网络
 
日前,小鹏汽车官微开始对新车G9进行预热,亮点无疑就是动力电池的高电压平台和SiC功率模块了。其搭载基于800V高压SiC平台,拥有48小时IP68级防护等级的电池包以及智能高压保护系统,在超充状态下能够实现充电5分钟,续航200公里的能力,妥妥解决了新能源汽车的“里程焦虑”。为什么高电压平台和SiC功率模块对于电动汽车来说如此重要?

 

高电压平台=充电快+更安全

 

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。

TAG: 碳化硅
[信息搜索] [] [告诉好友] [打印本文] [关闭窗口] [返回顶部]
0条 [查看全部]  网友评论

视觉焦点