編輯丨李勤
除了續航里程,充電效率是影響電動車「補能焦慮」的重要因素。800V平台可支持超快充,已成為行業下一個關鍵技術高地。
自2019年保時捷發佈全球首款搭載800V平台的汽車——Taycan之後,近年來中國車企也掀起了一輪800V上車熱潮,比亞迪、小鵬、吉利等車企均推出了相關產品和規劃。
面對這一全新增量市場,國內零部件供應商迅速行動。2月7日下午,在一場技術分享會上,均勝電子介紹了他們下一代800V平台相關的技術策略與產品方案——覆蓋電池管理系統(BMS)、功率電子(PE)兩大產品線,集成化、降本是關鍵詞。
在高壓快充領域,均勝電子已有量產經驗,保時捷Taycan便是由其提供高壓充電升壓器(Booster)、電壓轉換器(DC/DC)等核心部件。而在電池管理方面,均勝電子也布局了全電壓平台的BMS,目前正與沃爾沃、戴姆勒開發800V高壓動力電池管理系統。據悉,2022年,均勝電子累計新獲800V高壓平台相關訂單約90億元。
800V高壓已成為提升充電功率的主流技術路線,但技術、供應鏈、成本等方面仍存在掣肘,現在整體還處於落地應用的早期。
寧波均勝新能源研究院院長、寧波普瑞均勝汽車電子有限公司副總裁姜釗總結了800V平台上車的三大痛點:
一是樁車電壓等級不匹配。儘管很多新能源車企都在擁抱800V,但市場上大量的存量充電樁最高只能支持400V電壓;
二是成本高企。800V平台需要適配全新的充配電和電壓轉換等部件、組件,它們尚未形成規模效應,部分部件還因良品率較低而成本偏高;
三是安全控制難。超快充下,動力電池的析鋰、隔膜刺破后的熱失控都是技術難點,對電池管理提出了更高要求。
同濟大學汽車學院教授、博士生導師魏學哲也表示,800V平台對電池設計和電池管理都帶來了更大挑戰:
電池設計上,現在的市場需求是兼顧續航和充電效率,但能量密度和功率密度本身就是矛盾,因此電池單體、材料等方面需要革新,特別是負極材料石墨,容易在大電流下帶來鋰的沉積(即「析鋰」),這是核心技術挑戰;
電池管理上,對於電池狀態的精準檢測與估計、高低溫熱管理、快充的管理等,充電安全和電池壽命相關的管理難度更高,比如需要先進的析鋰檢測手段對該現象進行防控,在快充過程中實時監測。
圍繞這些痛點,均勝電子研發、布局了新一代解決方案。
針對樁車電壓等級不匹配,均勝電子推出了高壓平台充電升壓模塊 (800V Booster),通過電壓的轉換,800V車輛能夠在400V快速充電站充電。
此前均勝電子已向保時捷推出了單體式的、在車載電源側的方案,現在又推出了新一代非獨立電路方案,將顯著減重、降本。
針對成本高企,均勝電子的方案是「多合一」,在集成度上提升,強調模塊化和平台化,並加推大功率平台產品。
姜釗現場展示了一款高度集成的新產品:由OBC+DC/DC+PDU(車載充電機+電壓轉換器+功率分配單元)的三合一產品,它目前可以支持主流的400V電壓平台,預計2023年、2024年能應用到800V高壓平台。
而針對安全控制,均勝電子與同濟大學進行合作,探索在析鋰表徵方面,將算法和建模在應用層上寫到BMS當中,同時與上游的元器件供應商合作,讓其提供更多的採樣量、採樣精度和採樣頻度,使800V平台下的電池狀態能夠呈現更高的白盒特性。
電池管理系統(BMS)和功率電子(PE)兩大產品線呈現出聯動的趨勢。姜釗表示,這一技術路線已在市場端得到了積極響應,他們正在為一家歐洲整車廠做六合一——把電池管理系統BMS、車載充電機OBC、雙向OBC、電壓轉換模塊DC/DC、小功率DC/DC、低壓分電模塊和電池的平衡電路——的整合。
「這樣的方案在技術可行性上已經摸到了頂點。此後,我們可以根據整車廠的需要進行裁減,實現在六合一以下的多種組合——三合一,四合一。」姜釗介紹。
技術的攻關和迭代下,性能和成本有望實現突破,800V平台和超快充技術將會在智能電動汽車上更為普及。
當然,規模化仍然是降本的關鍵。姜釗也表示,800V當下上車,最大的難點還是上下游的配套,包括諸如碳化硅MOSFET之類的元器件尚未規模化。「當成本能實現快速的優化,它的應用才能產生指數級的拐點。」