O núcleo do carregamento rápido é aumentar a potência de carregamento do veículo. Existem duas maneiras principais de aumentar a potência de carga: aumentando a corrente de carga ou aumentando a tensão de carga. Atualmente, a maioria dos inversores de tração de veículos elétricos puros usa módulos IGBT de 600V, de modo que a tensão da bateria é limitada a um valor de pico em torno de 400V. Se a tensão de carga for mantida em 400 V, aumentar a corrente fará com que o cabo de carga fique volumoso e a perda de calor por condução seja quadrada. À medida que o nível aumenta, a resistência dos conectores, cabos, conexões elétricas para baterias, barramentos, etc. . Aumentar a tensão do barramento para 800 V pode dobrar a potência de carregamento do mesmo cabo e, para atingir uma potência de carregamento ultra-alta de 350 ou 400 kW, surgiu a plataforma de alta tensão de 800 V.
Compare um Tesla Model 3 com barramento de 400 V com um Porsche Taycan projetado com barramento de 800 V. O Model3 e o Taycan levam 26 minutos e 22,5 minutos para carregar o SOC de 5% a 80%, respectivamente. O Modelo 3 tem uma tensão de barramento mais baixa e atinge uma potência máxima de carregamento de 250 kW usando uma corrente de carregamento máxima muito alta de mais de 600 A. O Porsche Taycan usa uma bateria de 800 V que fornece uma corrente de carga máxima de 340 A e uma potência de carga máxima de 270 kW por meio de carregadores e plugues rápidos CC convencionais. O Taycan obtém um pouco mais de potência de carga do que o Modelo 3, atingindo 400 kW no barramento de 800 V e corrente de carga de 500 A. A arquitetura de alta tensão de 800 V pode se tornar a plataforma principal para veículos elétricos da próxima geração. O sistema de alta tensão de 800 V geralmente se refere ao sistema cuja faixa de tensão do sistema elétrico de alta tensão de todo o veículo atinge 550-930 V, denominados coletivamente como sistema de 800 V. O sistema de alta tensão 800V conquistou a preferência de diversos grupos e marcas por seu baixo custo e alta eficiência. No exterior Hyundai Kia, Grupo Volkswagen, Mercedes-Benz, BMW, etc., BYD doméstico, Geely, Jihu, Hyundai, GAC, Xiaopeng, etc., todos se concentram em plataformas de alta tensão de 800V. Espera-se que a arquitetura de alta tensão de 800 V se torne a principal plataforma de tensão veicular para veículos elétricos da próxima geração.
De acordo com a United Electronics, existem atualmente cinco arquiteturas comuns de sistemas de alta tensão de 800 V:
Solução 1: Todos os componentes do veículo são de 800V e o impulsionador de acionamento elétrico é compatível com a solução de pilha de 400V DC. Os recursos típicos são: carregamento rápido DC, carregamento lento AC, acionamento elétrico, bateria de alimentação e componentes de alta tensão são todos de 800V; impulsionado pelo sistema de acionamento elétrico, compatível com pilhas de carregamento de 400V DC. Esta solução tem baixo consumo de energia para todo o veículo e não apresenta riscos à segurança. Todos os componentes que requerem 800V também são produtos em pesquisa e desenvolvimento do fornecedor, o que é fácil de promover.
Solução 2: Todos os componentes do veículo são de 800V e uma nova solução de pilha de 400V DC compatível com DCDC é adicionada. Os recursos típicos são: carregamento rápido DC, carregamento lento AC, acionamento elétrico, bateria de alimentação e componentes de alta tensão são todos de 800V; através da adição de reforço de 400V-800V DCDC, é compatível com pilhas de carregamento de 400V DC. Esta solução tem baixo consumo de energia para todo o veículo e nenhum risco à segurança, mas o custo de adição do sistema é relativamente alto, mas ainda é mais fácil de promover porque muitos fabricantes de componentes de 800V estão em pesquisa.
Solução 3: Todos os componentes do veículo são de 800 V e a bateria de alimentação pode produzir de forma flexível 400 V e 800 V, compatível com a solução de pilha de 400 V DC. Os recursos típicos são: carregamento rápido DC, carregamento lento AC, acionamento elétrico, bateria de alimentação e componentes de alta tensão são todos de 800V; duas baterias de energia de 400 V são conectadas em série e paralelo e podem produzir 400 V e 800 V de maneira flexível por meio de comutação de relé, compatível com pilhas de carregamento de 400 V CC. Esta solução é difícil de promover porque a bateria de energia necessita de um design especial para evitar potenciais problemas de circulação paralela da bateria. Solução 4: Todos os componentes do veículo são de 800 V e a bateria de alimentação pode produzir de forma flexível 400 V e 800 V, compatível com a solução de pilha de 400 V DC. Os recursos típicos são: carregamento rápido DC, carregamento lento AC, acionamento elétrico, bateria de alimentação e componentes de alta tensão são todos de 800V; duas baterias de energia de 400 V são conectadas em série e paralelo e podem produzir 400 V e 800 V de maneira flexível por meio de comutação de relé, compatível com pilhas de carregamento de 400 V CC. Esta solução tem alto consumo de energia para todo o veículo, e a vantagem é que apenas um DCDC precisa ser adicionado, mas este 400V/800V DCDC tem elevados requisitos de segurança e não é fácil de promover.
Solução 5: Apenas os componentes relacionados ao carregamento rápido DC são de 800V, e os demais componentes são mantidos em 400V. A bateria de alimentação pode produzir de forma flexível 400V e 800V. Os recursos típicos são: apenas o carregamento rápido DC é de 800 V; Carregamento lento CA, acionamento elétrico e carga são todos de 400V; duas baterias de energia de 400 V são conectadas em série e paralelo e podem produzir 400 V e 800 V de maneira flexível por meio de comutação de relé, compatível com pilhas de carregamento de 400 V e 800 V CC. Embora o novo custo do sistema seja baixo e a dificuldade de transformação do layout do veículo seja moderada, esta solução está em desvantagem em termos de consumo de energia, trocas especiais de bateria e design.
Considerando o desempenho, o custo do sistema e a quantidade de transformação do veículo, espera-se que a Opção 1, "Todos os componentes do veículo sejam de 800 V e o amplificador de acionamento elétrico seja compatível com a solução de pilha de 400 V CC" seja uma solução que será rapidamente promovida no curto termo.
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