Resumen:
Cuando se habla de almacenamiento de energía de alto voltaje y baterías de energía de alto voltaje, se mencionan 400 V, 800 V y 1500 V para el almacenamiento de energía fotovoltaica, ¿por qué es alto voltaje? Este artículo hace un resumen.
1. Li quiere ver la arquitectura del sistema de alto voltaje
El discurso de Li Xiang esta primavera hizo una elaboración muy profunda de múltiples dimensiones, como las necesidades del usuario, la demanda del mercado, el estado del mercado y el desarrollo del mercado, y el ROI del producto: (Extraído de la cuenta oficial de Late Auto)
¿Cuál es la tercera vía? La gran mayoría de las pilas de carga empresarial no generan dinero. Porque la pila de carga necesita hacer 6~7 facturas al día para llegar a fin de mes. Si consigues 10 pedidos, la rentabilidad será mejor que la de las gasolineras.
Pero hoy en día, las pilas de cobro son generalmente de 2 a 3 billetes por día, casi todos los cuales pierden dinero. Entonces, el algoritmo general de todos es amortizar el costo de las pilas de carga que solo se pueden usar durante 5 años en promedio a 10 años, para aumentar las ganancias y reducir las pérdidas.
El principio de la pila de carga es en realidad el mismo que el del restaurante, que es una tasa de rotación de mesa. Puede cargarlo durante una hora antes de que pueda cargarse por completo. En este momento, si el usuario regresa de una comida en el medio, han pasado dos o tres horas y es fácil causar 2-3 facturas por día. Nosotros mismos calculamos, si el tiempo de carga se puede acortar a menos de 20 minutos, el usuario no abandonará el coche. Si se reduce a 10 minutos, toda la experiencia es básicamente la misma que la de un automóvil de combustible.
Eso es lo que estamos haciendo: carga rápida. Tiene dos núcleos: uno es que se debe usar una plataforma de alto voltaje para lograr tal velocidad de carga. La plataforma de alto voltaje también puede brindar un segundo beneficio. Cuando usamos carburo de silicio con una plataforma de alto voltaje y una mejor tecnología de empaque, el costo de la batería se puede reducir considerablemente. También estamos fabricando módulos de carburo de silicio ahora, y estamos fabricando tres -en uno por nosotros mismos El motor, que está estrechamente relacionado con la eficiencia general.
Después de completar estas cosas, podemos reducir el costo de los componentes de un automóvil entre 30 000 y 40 000 yuanes en comparación con la plataforma principal de 400 V actual con el mismo tamaño y modo de manejo.
Siempre hemos creído que si queremos vender pilas de recarga de vehículos eléctricos, para nosotros es un producto en sí, no un servicio. Si proporcionamos un coche 4c sin una red de carga 4c completa, es equivalente a vender un teléfono móvil 4G, pero todavía estás en una red 2G. Por lo tanto, no tiene que preocuparse por nuestra velocidad y determinación para colocar pilas de carga en absoluto, y no son tan caras como cree.
Por lo tanto, la extensión de rango y la carga rápida de alto voltaje son las dos rutas principales que seguiremos avanzando hasta 2030. Ya sea de rango extendido o de alto voltaje, el objetivo principal es resolver el problema de carga y brindar a los usuarios dos opciones diferentes.
Se puede ver desde varios aspectos que la arquitectura del sistema de alto voltaje de 800 V es el futuro de los vehículos de nueva energía.El siguiente es el pronóstico de ventas de los modelos de 800 V proporcionado por Minsheng Securities;
El siguiente es el plan modelo 800V/100V actualmente promovido por los principales fabricantes
2. ¿Qué es el sistema de 800 V y por qué 800 V puede reducir los costos?
El nombre del sistema de alto voltaje de 800 V proviene del ángulo eléctrico del vehículo. El rango de voltaje del sistema eléctrico de alto voltaje del vehículo de nueva energía principal actual es generalmente 230V-450V, tomando el valor medio de 400V, que generalmente se denomina sistema de 400V; y con la aplicación de carga rápida, el rango de voltaje del vehículo El sistema eléctrico de alto voltaje alcanza 550-930 V, tomando el valor medio. El valor es 800 V, que generalmente se puede llamar sistema de 800 V.
Reducción de costos de 800 V, una mejor comprensión es que bajo la misma condición de potencia, la corriente se puede reducir (P = VxI, V es el doble y la I teórica puede ser la mitad), la corriente se reduce y el costo de la el sistema de distribución de energía y el sistema de arnés de cableado de alto voltaje pueden reducirse;
Sin embargo, 800V no es un dispositivo independiente, sino que involucra tres grandes electricidad, tres pequeños electricidad, distribución de energía, gestión térmica, etc.
La siguiente es la comparación y la reducción de costos de 800 V y 400 V desde el nivel del sistema resumido por United Automotive Electronics
3. Arquitectura del sistema del vehículo bajo el sistema de 800V
Como el principal Tier1, United Electronics, en el artículo "La fuerza motriz y el análisis de la arquitectura del sistema del sistema de alto voltaje de 800 V: ¿cuáles son las opciones de arquitectura y los desafíos del producto?" "Comparación de diferentes arquitecturas de sistemas de 800 V y sus ventajas y desventajas
El sistema de alto voltaje de 800 V respaldado por tecnología de carburo de silicio tiene muchas ventajas. A juzgar por la tendencia, el sistema de alto voltaje de 800 V se convertirá en la solución principal para la tecnología de carga de alta potencia (>200 kW) en el futuro.
Sin embargo, el desarrollo de la tecnología no ocurre de la noche a la mañana. Afectados por la inercia de la cadena industrial, las pilas de carga de 800 V y los componentes de alto voltaje a bordo de 800 V y otras instalaciones de apoyo no son perfectos a corto plazo, lo cual no es suficiente para soportar la rápida promoción del último sistema de alto voltaje de 800 V. En la actualidad, se deben considerar dos puntos clave: compatibilidad Pila de carga de 400 V y aplicación de pila de carga de 800 V; compatible con algunas aplicaciones de componentes de vehículos de 400 V. Esto conduce a cinco esquemas de diseño de arquitectura de sistemas automotrices diferentes bajo el sistema de alto voltaje de 800 V, como se muestra en la siguiente tabla:
La primera solución : todos los componentes del vehículo son de 800 V y el impulsor eléctrico es compatible con la solución de pilotes de 400 V CC. Sus características típicas son: carga rápida de CC, carga lenta de CA, accionamiento eléctrico, batería de alimentación y los componentes de alto voltaje son todos de 800 V; impulsados por el sistema de accionamiento eléctrico, compatible con pilas de carga de 400 V CC.
Figura 2 Diagrama de arquitectura del primer sistema de alta tensión de 800V
La segunda solución : todos los componentes del vehículo son de 800 V y se añade una nueva solución de pila de 400 V CC compatible con DCDC. Sus características típicas son: carga rápida de CC, carga lenta de CA, accionamiento eléctrico, batería de alimentación y componentes de alto voltaje de 800 V; mediante la adición de un refuerzo de CC de 400 V-800 V, es compatible con pilas de carga de 400 V CC.
Figura 3 Diagrama de arquitectura del segundo sistema de alto voltaje de 800V
La tercera solución : todos los componentes del vehículo son de 800 V, y la batería de energía puede emitir de manera flexible 400 V y 800 V, compatible con la solución de pila de 400 V CC. Sus características típicas son: carga rápida de CC, carga lenta de CA, accionamiento eléctrico, batería de alimentación y componentes de alto voltaje son todos de 800 V; dos baterías de alimentación de 400 V están conectadas en serie y en paralelo, y la salida flexible de 400 V y 800 V es conmutada por un relé, compatible con pilas de carga de 400V DC.
Fig. 4 Diagrama de arquitectura del tercer sistema de alto voltaje de 800V
La cuarta solución : solo los componentes relacionados con la carga rápida de CC son de 800 V, el resto de los componentes se mantienen a 400 V y los componentes de CC CC se agregan para la solución del convertidor de voltaje. Sus características típicas son: solo la carga rápida de CC y la batería de alimentación son de 800 V; la carga lenta de CA, el accionamiento eléctrico y los componentes de alto voltaje son todos de 400 V; el DCDC de 400 V-800 V recientemente agregado realiza la conversión de voltaje entre los componentes de 400 V y las baterías de alimentación de 800 V, y es compatible con pila de carga de 400 V CC.
Figura 5 Diagrama de arquitectura del cuarto sistema de alto voltaje de 800 V
La quinta solución : solo los componentes relacionados con la carga rápida de CC son de 800 V, el resto de los componentes se mantienen a 400 V y la batería de alimentación emite de forma flexible 400 V y 800 V. Sus características típicas son: solo la carga rápida de CC es de 800 V; la carga lenta de CA, el accionamiento eléctrico y la carga son todos de 400 V; dos baterías de alimentación de 400 V están conectadas en serie y en paralelo, y pueden emitir de manera flexible 400 V y 800 V a través de la conmutación de relé, compatible con 400 V y pilas de carga de 800V DC.
Figura 6 Diagrama de arquitectura del quinto sistema de alto voltaje de 800V
Figura 1 Una comparación completa de las arquitecturas comunes de sistemas de alto voltaje de 800 V
4. Desafíos de diseño de la arquitectura del sistema de 800 V
La actualización del sistema de 400 V de todo el vehículo al sistema de alto voltaje de 800 V afectará directamente los problemas de diseño de resistencia al voltaje y confiabilidad del aislamiento causados por el aumento del voltaje eléctrico. La mejora y el uso final de la tecnología de carburo de silicio han traído muchos Desafíos en el diseño de productos Sandian:
Desafíos de diseño para el aislamiento de tensión soportada común de tres componentes eléctricos:
En términos de diseño convencional, es necesario rediseñar los espacios libres eléctricos y las distancias de fuga relacionadas con el circuito de alimentación principal de los componentes eléctricos; material de aislamiento. Los aspectos de diseño especiales, como los componentes del motor que involucran factores eléctricos, magnéticos, térmicos, mecánicos y otros, pueden tener problemas de descarga parcial.
Desafíos técnicos del paquete de baterías:
Después de aumentar la potencia de carga, la velocidad de carga de la celda de la batería aumentará de 1C a >=3C. A una tasa de carga alta, por un lado, causará la pérdida de materiales activos, afectando la capacidad y vida útil de la batería; por otro lado, una vez que la dendrita de litio perfora el separador, provocará un cortocircuito en el interior de la batería, causando riesgos de seguridad tales como incendios.
Desafíos técnicos del motor:
Después de aumentar el voltaje del bus de CC, la distancia de aislamiento del motor aumentará considerablemente y se debe considerar un diseño de aislamiento adicional. Al mismo tiempo, el alto voltaje causará el fenómeno "corona". la vida es una doble prueba de costo y tecnología. Además, debido al aumento de voltaje, se cambió la relación de potencia y par del motor original de 400 V, y el esquema electromagnético debe rediseñarse para 800 V, lo que inevitablemente conducirá a un aumento en la inversión en la línea de producción. A esto se suma el desafío de un mayor riesgo de falla debido a las corrientes del eje. En resumen, bajo la arquitectura de 800 V, cómo cumplir con los requisitos de torque, potencia y eficiencia del cliente a un costo más bajo requiere un cierto umbral técnico, lo cual es un gran desafío.
Desafíos de la tecnología de controladores de motores:
En primer lugar, el diseño del controlador de motor de 800 V debe tener en cuenta la fiabilidad del producto en aplicaciones de alta densidad de potencia, alta resistencia al calor y conmutación de alta frecuencia. En segundo lugar, con el aumento del voltaje de 800 V y la frecuencia del inversor de carburo de silicio, el du/dt interno del inversor aumentó considerablemente, lo que plantea grandes desafíos para el diseño EMC del inversor.
Otros desafíos técnicos de los componentes:
800V OBC, 800V DCDC, relé/fusible/conector de alto voltaje de batería de 800V, pila de carga, etc., todos deben actualizarse, lo que presenta grandes desafíos para los diseñadores de I+D automotriz.
5. El reto de los 800V a BMS y AFE
El experto en BMS, Hu Yaofan, señaló: (Para recomendaciones de BMS, preste atención a la cuenta oficial "New Energy BMS")
de la plataforma de 400 V. El impacto es la duplicación del número de AFE y el aumento del costo.
Más baterías traen una mayor cantidad de datos.Para no aumentar el intervalo de tiempo de transmisión de la información de estado de la celda individual, puede ser necesario aumentar la tasa de comunicación de la cadena de margarita, por ejemplo, actualmente se incrementa de 1Mbps a 2Mbps;
Ahora, la velocidad de comunicación en baudios admitida por AFE de los principales fabricantes se ha incrementado a 2 Mbps.
Sin embargo, la mejora de la tasa de baudios de comunicación también trae nuevos problemas, por ejemplo, el rendimiento del transformador de la red de comunicación debe volver a coincidir y verificarse (como los condensadores de filtro de modo de error de bit de comunicación), y el nuevo problema de exceso radiación causada por EMC.
Fuente| El té de la tarde de Xinxiaoer