
據悉,2024年北京車展配備SiC的車型超70款,如華為問界M5、蔚來樂道L60、保時捷Macan EV等,SiC的應用已經鋪開,800V的SiC Mosfet已成為新能源汽車的標配。
談到800V,很多人下意識里認為800V就是快充系統。實際上這個理解有些偏差,準確地說,800V高壓快充只是800V高壓架構中的一個系統,還包括800V電池包、800V功率器件如電機、電空調等零部件。
簡單來說,整個架構的高壓方案是采用800V。

全域800V,即整車的電機、電池、電控、空調、DC-DC等電氣系統均支持800V。例如小鵬的G9,其搭載扶搖架構的車型就是標配全域800V高壓SiC碳化硅平臺。這種方案的優勢在于電機電控迭代升級,能量轉換效率高;但電驅的功率芯片需要用SiC功率器件全面替代IGBT晶體管,零部件成本高。

關鍵部件支持800V,比如電驅系統、電池支持800V,而空調等部件依舊采用400V,可以兼顧整車成本和驅動效率的平衡,因為當前800V功率開關器件成本是400V級IGBT的數倍。這一方案能提升車輛的能耗表現,比400V架構的車型續航更實在。

僅電池支持800V高壓快充,其它部件均為400V。即整車搭載一個800V電池組,在電池組和其他高壓部件之間增加一個額外的DC-DC(DC-DC指直流轉直流電源(Direct Current)輸出直流電壓可高于或低于直流輸入電壓。將800V電壓降至400V,車上其他高壓部件仍采用400V電壓平臺。當然這個800V電池組也可能是兩個400V電池組通過智能串并聯實現充電800V,放電400V。這一方案主要是解決快速補能問題,也是目前幾乎所有800V車型都會配備的技術,投入低,見效快。
提升充電功率的方式無非有兩種——要么提升電流I,要么提高電壓U(P=UI)。就像是水龍頭要在最快時間放滿一桶水,要么加快水流(I),要么加大水龍口徑(U)。
據熱量公式:P=I2*R來看,電阻R是固定的,那么充電過程中的發熱就只和電路中的電流I相關,和電壓U無關。那么為了減少熱量損失,降低熱失控風險,就要控制電流I的大小,但又要提升充電功率,那就只能加大電壓U了。選擇高壓系統,既能保證一定充電功率提升充電效率,又能降低電流,減少熱損耗,可謂一舉兩得。


碳化硅具備高效率、低損耗、耐高溫等物理特性,可以將汽車的性能從1.0躍升到3.0,在功率密度、電子漂移飽和速度以及熱導率等方面可謂是全方位碾壓,大幅增加了汽車的續航里程和節省車內空間。

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原文始發于微信公眾號(艾邦半導體網):科普丨SiC 800V高壓架構解析