Der Kern des Schnellladens besteht darin, die Ladeleistung des Fahrzeugs zu erhöhen. Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten, die Ladeleistung zu erhöhen: die Erhöhung des Ladestroms oder die Erhöhung der Ladespannung. Derzeit verwenden die meisten Traktionswechselrichter reiner Elektrofahrzeuge 600-V-IGBT-Module, sodass die Batteriespannung auf einen Spitzenwert von etwa 400 V begrenzt ist. Wenn die Ladespannung bei 400 V gehalten wird, führt eine Erhöhung des Stroms dazu, dass das Ladekabel sperrig wird und der Wärmeverlust durch Wärmeleitung quadratisch wird. Mit steigendem Pegel erhöht sich der Widerstand von Steckverbindern, Kabeln, elektrischen Verbindungen zu Batterien, Stromschienen usw . Durch die Erhöhung der Busspannung auf 800 V kann die Ladeleistung desselben Kabels verdoppelt werden. Um eine ultrahohe Ladeleistung von 350 oder 400 kW zu erreichen, wurde die 800-V-Hochspannungsplattform entwickelt.
Vergleichen Sie ein Tesla Model 3 mit einem 400-V-Bus mit einem Porsche Taycan, der mit einem 800-V-Bus ausgestattet ist. Es dauert 26 Minuten bzw. 22,5 Minuten, bis Model3 und Taycan den Ladezustand von 5 % auf 80 % aufladen. Das Model 3 hat eine niedrigere Busspannung und erreicht eine maximale Ladeleistung von 250 kW durch die Verwendung eines sehr hohen maximalen Ladestroms von über 600 A. Der Porsche Taycan nutzt einen 800-V-Akku, der über herkömmliche DC-Schnellladegeräte und Stecker einen maximalen Ladestrom von 340 A und eine Spitzenladeleistung von 270 kW liefert. Der Taycan erhält etwas mehr Ladeleistung als das Model 3 und erreicht 400 kW bei 800 V Bus und 500 A Ladestrom. Die 800-V-Hochspannungsarchitektur könnte zur Mainstream-Plattform für Elektrofahrzeuge der nächsten Generation werden. Das 800-V-Hochspannungssystem bezieht sich normalerweise auf das System, dessen Spannungsbereich des elektrischen Hochspannungssystems des gesamten Fahrzeugs 550–930 V erreicht, zusammenfassend als 800-V-System bezeichnet. Das 800-V-Hochspannungssystem hat aufgrund seiner geringen Kosten und hohen Effizienz die Gunst vieler Konzerne und Marken gewonnen. Im Ausland konzentrieren sich Hyundai Kia, Volkswagen Group, Mercedes-Benz, BMW usw. sowie inländische BYD, Geely, Jihu, Hyundai, GAC, Xiaopeng usw. auf 800-V-Hochspannungsplattformen. Es wird erwartet, dass die 800-V-Hochspannungsarchitektur die gängige Fahrzeugspannungsplattform für Elektrofahrzeuge der nächsten Generation wird.
Laut United Electronics gibt es derzeit fünf gängige 800-V-Hochspannungssystemarchitekturen:
Lösung 1: Alle Fahrzeugkomponenten haben eine Spannung von 800 V und der elektrische Antriebsverstärker ist mit der 400-V-Gleichstrom-Pfahllösung kompatibel. Typische Merkmale sind: Gleichstrom-Schnellladung, Wechselstrom-Langsamladung, Elektroantrieb, Leistungsbatterie und Hochspannungskomponenten sind alle 800 V; angetrieben durch das elektrische Antriebssystem, kompatibel mit 400-V-Gleichstrom-Ladesäulen. Diese Lösung hat einen geringen Energieverbrauch für das gesamte Fahrzeug und birgt kein Sicherheitsrisiko. Alle Komponenten, die 800 V benötigen, sind auch Produkte, die vom Lieferanten erforscht und entwickelt werden, was leicht zu fördern ist.
Lösung 2: Alle Fahrzeugkomponenten haben eine Spannung von 800 V und eine neue DCDC-kompatible 400-V-DC-Pfahllösung wird hinzugefügt. Typische Merkmale sind: Gleichstrom-Schnellladung, Wechselstrom-Langsamladung, Elektroantrieb, Leistungsbatterie und Hochspannungskomponenten sind alle 800 V; Durch die Hinzufügung eines 400-V-800-V-DCDC-Boosts ist es mit 400-V-DC-Ladesäulen kompatibel. Diese Lösung hat einen geringen Energieverbrauch für das gesamte Fahrzeug und kein Sicherheitsrisiko, die Kosten für die Hinzufügung des Systems sind jedoch relativ hoch, sie lässt sich aber dennoch einfacher fördern, da viele Hersteller von 800-V-Komponenten in der Forschung sind.
Lösung 3: Alle Fahrzeugkomponenten haben eine Spannung von 800 V, und die Leistungsbatterie kann flexibel 400 V und 800 V ausgeben, kompatibel mit der 400-V-Gleichstrom-Stapellösung. Typische Merkmale sind: Gleichstrom-Schnellladung, Wechselstrom-Langsamladung, Elektroantrieb, Leistungsbatterie und Hochspannungskomponenten sind alle 800 V; Zwei 400-V-Strombatterien sind in Reihe und parallel geschaltet und können durch Relaisschaltung flexibel 400 V und 800 V ausgeben, kompatibel mit 400-V-Gleichstrom-Ladesäulen. Diese Lösung ist schwer zu fördern, da die Leistungsbatterie ein spezielles Design benötigt, um mögliche Probleme der Batterieparallelzirkulation zu vermeiden. Lösung 4: Alle Fahrzeugkomponenten haben eine Spannung von 800 V, und die Leistungsbatterie kann flexibel 400 V und 800 V ausgeben, kompatibel mit der 400-V-Gleichstrom-Stapellösung. Typische Merkmale sind: Gleichstrom-Schnellladung, Wechselstrom-Langsamladung, Elektroantrieb, Leistungsbatterie und Hochspannungskomponenten sind alle 800 V; Zwei 400-V-Strombatterien sind in Reihe und parallel geschaltet und können durch Relaisschaltung flexibel 400 V und 800 V ausgeben, kompatibel mit 400-V-Gleichstrom-Ladesäulen. Diese Lösung verursacht einen hohen Energieverbrauch für das gesamte Fahrzeug und hat den Vorteil, dass nur ein DCDC hinzugefügt werden muss. Dieser 400-V-/800-V-DCDC stellt jedoch hohe Sicherheitsanforderungen und ist nicht einfach zu fördern.
Lösung 5: Nur die Komponenten, die sich auf das Gleichstrom-Schnellladen beziehen, haben eine Spannung von 800 V, und die übrigen Komponenten werden auf 400 V gehalten. Der Power-Akku kann flexibel 400 V und 800 V ausgeben. Typische Merkmale sind: Nur DC-Schnellladung beträgt 800 V; AC-Langsamladung, Elektroantrieb und Last sind alle 400 V; Zwei 400-V-Leistungsbatterien sind in Reihe und parallel geschaltet und können durch Relaisschaltung flexibel 400 V und 800 V ausgeben, kompatibel mit 400-V- und 800-V-Gleichstrom-Ladesäulen. Obwohl die Neukosten des Systems niedrig sind und die Schwierigkeit der Fahrzeuglayout-Umgestaltung moderat ist, weist diese Lösung Nachteile hinsichtlich des Energieverbrauchs, spezieller Batteriewechsel und des Designs auf.
In Anbetracht der Leistung, der Systemkosten und des Umfangs der Fahrzeugumwandlung dürfte Option 1, „Alle Fahrzeugkomponenten sind 800 V, und der elektrische Antriebsverstärker ist mit der 400-V-Gleichstrom-Pfahllösung kompatibel“, eine Lösung sein, die in Kürze rasch gefördert wird term.
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