高端供应链设备 800V架构带动供应链升级

电子发烧友网报道(文/梁浩斌)在高压快充以及续航里程的需求下,800V平台已经是现阶段电动汽车的主流发展方向在电子发烧友此前的不完全统计中,截至今年11月,全球范围内已经发布的800V平台车型共有15款,其中有12款已经实现量产上市而按照多家车企的规划,明年将会有更多搭载800V平台的车型上市,今天小编就来说说关于高端供应链设备 800V架构带动供应链升级?下面更多详细答案一起来看看吧!

高端供应链设备 800V架构带动供应链升级

高端供应链设备 800V架构带动供应链升级

电子发烧友网报道(文/梁浩斌)在高压快充以及续航里程的需求下,800V平台已经是现阶段电动汽车的主流发展方向。在电子发烧友此前的不完全统计中,截至今年11月,全球范围内已经发布的800V平台车型共有15款,其中有12款已经实现量产上市。而按照多家车企的规划,明年将会有更多搭载800V平台的车型上市。

由于800V平台相比以往的电动汽车系统电压提升了近一倍,在从以往的400V升级至800V的过程中,由于高电压带来的绝缘性能、器件耐压等新需求,供应链厂商需要针对800V平台重新开发新的零部件。随着终端车企的800V架构加速落地,也将会带来新一轮的产业链升级。

800V架构的几种不同方案

目前来看,由于要考虑到兼容主流的400V直流充电桩,电动汽车高压架构主要有几种形式。

早期,800V架构主要是为了实现高压快充,达到更高的充电功率,将动力电池设计为800V。但与此同时,为了推进落地进度,其他部分继续沿用400V的部件,包括主驱电机电控、PTC、空调压缩机等,都无需进行重新适配。

当然,动力电池的电压翻倍了,如果要使其他部件正常使用,就需要增加额外的DC-DC,实现 400V 部件与 800V 动力电池之间的电压转换,并兼容400V 直流充电桩。总体而言,这个方案只升级动力电池,其余部分沿用400V架构的同时仅增加400V-800V的 DC-DC,减少对整车电气架构的改动,加快产品上市周期。但这样的形式额外增加了DC-DC,增加整车重量的同时,频繁的电压转换也会放大能量损耗,导致整车能耗升高。

而随着供应商对800V高压架构的适配开发,多种零部件都已经有适配800V的产品推出。比如美的威灵汽车部件今年推出了800V的SiC碳化硅12000rpm高转速电动压缩机,用于电动汽车热管理系统,已经被搭载在小鹏G9上。

因此,目前推出的800V架构车型已经普遍采用全车800V电压架构,所有高压零部件都已经采用了支持800V电压的部件。这能够有效降低整车能耗,安全方面也更具可靠性。

而全车800V电压架构的方案中,为了兼容400V直流充电桩,又有两种方案。一是增加400V-800V的DC-DC升压模块,二是复用主驱逆变器系统进行升压。从目前市售车型来看,出于对成本考虑,复用主驱逆变器进行升压是主流的技术路线。

另外还有双400V电池组的方案,这种方案比较巧妙,在使用800V充电桩时,两组电池组串联为800V,而放电时电池组并联变成400V,两种模式通过继电器切换,这样在车辆电气架构上也可以沿用之前的400V方案,不需要400V高压零部件重新对800V进行适配。

但双电池组存在的问题就更大了。首先从电池组的角度去看,电池需要特殊改动和设计,两个电池组可能有不同阻抗和温度条件,可能导致充电状态不平衡,这对BMS电池管理系统的要求极高。不过从成本的角度来看,对比以往400V的架构,双400V电池组构成800V架构的方案增加的成本较低,整车需要改动的地方也较少。

所以,从目前推出的800V架构车型所选择的方案来看,全车800V的电压架构才是未来市场的主流,而这将带动上游供应链也整体从400V往800V的方向发展。

哪些零部件迎来升级契机?

电机:在800V架构中,主要的电机包括主驱和压缩机,其余部分的电机比如控制车窗、门把等的电机则在12V的座舱电气架构内。在800V高压环境下,电机会产生轴承电腐蚀和绕组局部放电的问题,对电机绝缘能力、轴承防腐蚀的要求提升。

在这样的要求下,电机主要有两种发展趋势:扁线电机取代圆线电机、油冷取代水冷。扁线电机除了效率较高、功率密度可以更高等,还可以缓解轴承腐蚀的问题。而油冷电机由于油的绝缘性能好,可以直接导入到电机内部进行散热,且提高电机的绝缘能力。

在全球第一款800V架构车型保时捷Taycan研发之初,就遇到了市面上找不到800V压缩机的问题,于是最后采用了400V压缩机加800V-400V DC-DC的方案。而如今随着供应链厂商陆续推出800V 车用压缩机,比如博泽汽车、威灵电机、日本三电等都已经有800V的车用压缩机产品推出。

电机驱动系统:在800V电机驱动系统中,往往采用SiC功率器件和模块,相比以往400V架构上广泛应用的IGBT,SiC功率密度大,体积小,损耗低,同时能够适应更高电压的工作环境。目前新能源汽车中部分400V架构车型已经在主驱上采用SiC器件,以提高系统效率,而到了800V架构上,SiC就几乎会成为刚需。不仅是主驱,美的威灵此前为小鹏G9供应的800V电动压缩机驱动系统上就采用了SiC器件。

高压继电器:继电器是一种用小电流控制大电流运作的开关,在电路中起到自动调节、转换电路、安全保护等作用。在800V架构中,对继电器的耐压、载流能力等要求有所提高,预计800V架构下单车高压继电器的价值量要相比400V高出40%左右。

高压连接器:在当前主流的400V架构下,电动汽车整车一般需要15-20个高压连接器。800V架构电压翻倍式增长,虽然同功率下电流降低也降低了线束的直径和重量,但对连接器来说依然提出了更高的要求。高压连接器在动力电池、OBC、DC-DC等高压单元中广泛被应用,而800V架构对连接器的可靠性、机械性能、绝缘性能、电气性能等都有更高要求,整车价值量相比400V可能提高50%-60%。

薄膜电容:薄膜电容主要起到滤波的作用,在电驱系统、电源管理、OBC等场景中都有大量应用。800V架构的升级对薄膜电容的需求量会有大幅增长,预计单车价值量能提升20%左右。

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