
来日两年是整车厂品牌向上最佳岁月窗口,高端车型希望汇集推出,军备竞赛开启。
800V架构是全级别车型告竣速充的主流采选。对待电池端,速充本色上是擢升各电芯所正在歧途的充电电流,而跟着单车带电量超100kWh以上的车型连续推出,电芯数目加添,若仍不断庇护400V母线电压规格,电芯并联数目加添,导致母 线电流加添,对铜线规格、热管束带来伟大离间。
是以必要调换电池包内电芯串并纠合构,裁汰并联而加添串联,方能 正在擢升歧途电流的同时庇护母线电流正在合理水准。因为串联数目加添,母线C速 充所恳求的母线V安排。为了兼容全级别车型速充功用,800V电气架组成为告竣速充的主流采选。
整车: 会战高端化,800V车桩并举。2019年豪车品牌保时捷推出环球首款800V车型Taycan 。2020年比亚迪汉采用了 800V架构,2021年上海车展宣告的e平台3.0亦搭载800V架构。随后华为、吉祥、广汽、小鹏、岚图等Tier1和整车厂/品 牌推出了车桩两头的管理计划,以保险速充操纵体验。
咱们以为来日两年高端化是整车厂主沙场,军备竞赛开启。补能 岁月是电动车面对的中央短板之一,升级800V布局有利于告竣速充,正在短期内造成对中低端车型的分别化比赛力。持久 看速充对待中低端车型亦是刚需,800V架构升级具备持久趋向。
零部件与元器件:SiC和负极受益最大,其他部件滑润升级。从目前400V升级至800V ,变革最大的零部件和元器件要紧 是功率半导体和电池负极。个中SiC基功率半导体因为耐压高、损耗低、开闭频率上等优异功能,估计将悉数取代Si基功 率半导体。
因为速充瓶颈正在于负极,如要将目前的1C倍充电率擢升至2C ,再擢升至4C ,主流工夫网罗石墨包覆/掺杂硬 碳、硅碳负极。其余部件则必要从头选型,擢升耐压等第,但全部来当作本变革滑润。短期来看高压计划比目火线案整 车本钱加添2%安排,持久看希望低于目前本钱,为整车厂扩充作战了精良根基。
危机身分:新能源车销量不足预期,速充电池工夫拓荒不足预期,速充充电桩铺设不足预期,电网扩容不足预期,速充 导致电池平和题目。
投资提议:来日两年是整车厂品牌向上最佳岁月窗口,高端车型希望汇集推出,军备竞赛开启。缩短补能岁月是目前电 动车升级的中央诉求之一,邦外里整车厂争相组织800V速充,率先正在高端车上摆设,正在短期内造成对中低端车型的分别 化比赛力。持久看,中低端车型亦有速充需求,800V电气架构升级具备持久趋向。
1912年汽车起先装蓄电池,电压为6V。跟着汽车电器如车灯、照明、ISG等用电器件加添,用电功率需求加添,1950年升级为12V,并延续至今。
时代还显示过42V,要紧由美邦建议,因零部件升级电压规格本钱高而未能告竣。2010年音信文娱、混动等需求显示,由欧洲建议48V升级,与12V并存。
纯电动汽车中因为成百上千个电池串并联,全体电池包电压超百伏,与燃油车上共有的12/48V用电器造成高、低压两套电气体系。
纯电动汽车高压体系要紧由动力电池、配电盒、OBC、DCDC、电驱、PTC、空调、充电口等组成。
目前纯电动乘用车因为带电量区别,电压等第正在250-450V周围,公交车/物流车因为带电量高,电芯串联之后电池包电压周围正在450-700V。
电动车正在动力功能、智能化方面超越燃油车,续航里程也跟着电池能量密度擢升、电耗下降而擢升到400km以上水准。但全部仍面对着补能焦灼的题目,燃油车加一次油岁月为5分钟,而目前速充起码要60分钟。正在顶峰期充电列队守候的岁月亦进一步拉长。
管理补能速率的两条门途网罗换电和速充,换电目前还面对剩余形式、程序联合等离间。
目前车企更众采选速充门途,一方面速充与CTC趋向类似,另一方面工夫升级旅途明白。
擢升U,代外是保时捷的800V计划,350A电流,告竣300kW充电功率。
擢升I,特斯拉超等速充计划,对热管束有伟大离间,600A电流,告竣250kW充电功率。
为了向上兼容电池容量大的高端车。电池充电速率以电流倍率(C)权衡。实质运用中的束缚条款是:
做一个粗略的算术:假设疏忽电池包内部电芯联贯格式,容量75/100kWh的电池包,恳求同样要告竣7.5min充满(4min30%-80%SOC),即4C的最高倍率,最大电流为500A充电枪下,遵循容量=电流*电压*充电岁月,75/100kWh电池包母线V。
是以,为了向上兼容电池容量大高端车速充功能,正在安排之初就将整车电压水准定正在800V,电池包内部电芯亦以800V为程序安排串并联拓扑,末了确定电芯容量。
比如,400V体例下,若是是三元电芯,必要400/3.6=112个串联节点;若4个电芯并联,则一共必要448个电芯。电池容纳量是100kWh,则单个NCM电芯容量为62Ah,对应电芯联贯格式是4并112串。800V体例下,若电芯规格稳固,电芯联贯格式则变为2并224串。
高压线束规格降低,用量裁汰,降本减重,正在电压翻倍、充电功率增幅不翻倍的状况下,串联加添,高压线束电流变小。
SiC逆变器使得电源频率加添,电机转速加添,好像功率下转矩减小,体积减小。电机电压翻倍,好像功率下电流减半,是以铜线细(但匝数加添,是以用铜量未减小),电流密度小,转矩变小。若需擢升功率,额定电流仅需从400V电机额定电流的一半起先加添。
保时捷Taycan的TurboS引颈800V海潮,自助品牌、海外合伙以及制车新权势,纷纷跟进组织800V。
广州车展各车企会战高端化,消费者对电车继承度迎来明白拐点,来日两年料将是做品牌向上最好的阶段。
高端车比缺点,低端车比所长。各家高端化升级进程中堆摆设,补能是各车企协同面对的痛点,持久看速充料将成为标配。此外,疾速补能对低端车亦是刚需,正在换电门途开展速率比力慢的条件下,速充具备下重潜力。
速充的十足体验,必要车桩两头同时配合。短期来看,800V速充桩普及速率有限,是以车企采选正在车桩两头同时扩充800V(小鹏、岚图等),亦有比如华为的零部件供应商供给完善的速充管理计划。
800V高电压平台面对众个难点,网罗相干元器件的从头拓荒,电池模组平和性的擢升以及半导体器件门途的调换。
原有的大局部元器件都要从头拓荒、安排,从而来配合高电压平台。这对车企和供应商提出了新的恳求。
800V速充对现有电池组成离间,4C以上充电倍率以及电压和电流的增大会极大的影响电池的宁静性。仍需正在BMS和电池资料电导率进取一步刷新。
半导体器件方面,正在500V电压平台上常用的是IGBT,而正在800V电压平台上SiC的性价比优于IGBT。
800V速充功能告竣必要车桩两头同时具备800V本领,同时还要电网配合增容。
SiC基功率半导体比拟Si基具备更高耐压等第和开闭损耗,以Si-IGBT为例,450V下其耐压为650V,若汽车电气架构升级至800V,研商开闭电压开闭过载等身分,对应功率半导体耐压等第需达1200V,而高电压下Si-IGBT的开闭/导通损耗快速升高,面对本钱上升而能效降低的题目。
800V下SiC的耐压、开闭频率、损耗浮现优异,是800V趋向下最大受益元器件。
薄膜电容的影响是动作直流支持电容器,从DC-link端罗致高脉冲电流,爱惜功率半导体。通常一个功率半导体配一个薄膜电容,新能源车上要紧用于电机管制器、OBC上,若众电机车型,薄膜电容用量亦会随之加添。此外,正在直流速充桩上亦必要一个薄膜电容。
目前薄膜电容ASP为200元,800V趋向下,薄膜电容的ASP需擢升约20%。此外短期看,800V会正在高端车率先运用,高端车通常采用众电驱摆设,擢升薄膜电容用量。
一方面石墨资料的层状布局,导致锂离子只可从端面进入,导致离子传输旅途长;
另一方面石墨电极电位低,高倍率速充下石墨电极极化大,电位容易降到0V以下而析锂。
石墨改性:轮廓包覆、同化无定型碳,无定型碳内部为高度无序的碳层布局,能够告竣Li+的疾速嵌入。
硅负极:外面容量高(4200mAh/g,深远于碳资料的372mAh/g),适合速充的本征出处是嵌锂电位高——析锂危机小——能够容忍更大的充电电流。
电机管制器供电为变频电源,含有高次谐波分量,逆变器、定子绕组、机壳造成回途,爆发感觉电压,称为共模电压,正在此回途上爆发高频电流。因为电磁感觉道理,电机轴两头造成感觉电压,成为轴电压,通常来说无法避免。
转子、电机轴、轴承造成闭合回途,轴承滚珠与滚道内轮廓为点接触,若轴电压过高,容易击穿油膜后造成回途,轴电流显示导致轴承侵蚀;
800V的逆变器运用SiC,导致电压变革频率高,轴电流增大,轴承防侵蚀恳求加添;
同时,因为电压/开闭频率加添,800V电机内部的绝缘/EMC防护等第恳求擢升。
高压直流继电器动作自愿管制开闭元件,起到高压电途管制和平和爱惜影响,新能源车对高压直流继电用具有刚性需求;
800V平台电压电流更高、电弧更告急,对高压直流继电器耐压等第、载流本领、灭弧、操纵寿命等功能恳求抬高,产物必要正在触点资料、灭弧工夫等众方面改良,附加值抬高。
估计单车价格量将抬高40%,乘用车摆设数目以4-5个为主,充电桩众为2个:
目前A级车高压继电器单车价格量为800元安排,估计800V电压平台单车价格量将擢升40%。数目摆设取决于车型种别和电途安排,乘用车众采用主回途2只、速充回途1-2只、预充回途1只计划;
具备需求刚性,电途爱惜恳求抬高驱动驱策熔断器、智能熔断器等产物立异,价格擢升:
熔断器是电途经电流爱惜器件,800V恳求熔断器正在绝缘、耐压等第等方面举办改良安排;
新型驱策熔断器通过回收管制信号胀励爱惜举动,现在已渐渐运用于新能源汽车,均匀售价是守旧电力熔断器3.6x;
估计单车价格量将擢升约20%,驱策熔断器分泌率抬高:现在熔断器单车价格量约200-250元,800V平台下守旧计划采用热熔丝和驱策熔丝,激进计划只采用驱策熔丝,跟着驱策熔断器市集分泌率的连续擢升,估计单车价格量将到达250-300元。
功能升级,上风厂商上风彰彰:动作新能源车高压电流回途的桥梁,升压春联贯器的牢靠性、体积和电气功能的恳求加添,其正在板滞功能、电气功能、境遇功能三方面均将连续擢升。
动作中高端产物,电动汽车高压联贯器有较高的工夫与工艺壁垒。守旧燃油车的低压联贯器被海外供应商垄断。电动车疾速拉长翻开高压联贯器新增量,工夫变革恳求疾速反映,整车平台高压化将进一步抬高行业壁垒,邦产供应商迎来邦产取代机会。
数目加添,单车价格量希望擢升:目前单辆电动车摆设15-20个高压联贯器,单价正在100-250元之间,双电机或大功率驱动电机车型需求量更众。从400V增至800V后,高压联贯器将从头选型,加添大功率速充接口及400V到800V的转化接口,带头高压联贯器单车价格量上升。
为知足800v高电压平台正在体积、轻量、耐压、耐高温等方面带来的更为厉苛的恳求,OBC/DCDC等功率器件集成化趋向彰彰;
同时,估计SiC碳化硅将借助耐高压、耐高温、开闭损耗低等上风正在功率器件范畴举办普通运用,驱动单车OBC/DCDC价格量抬高约10%-20%。
同时,为可能适配操纵原有400v直流速充桩,搭载800v电压平台新车须配有异常DCDC转换器举办升压,进一步加添对DCDC的需求。
800V体例升级,中短期为了适配现存的400V充电桩,需加装DCDC升压模块,独立升压模块必要异常的电感。单车用量从素来0.5kg擢升至约2.7kg;
插混车因为电池容量较小,电压无法通过串联做到400V,对升压DCDC需求更大。通常而言,纯电动/插混单车用量0.5/4kg。
好像功率下,因为电流减小,电压由400v到800v仍不必要液冷,来日500A则必要增配液冷体系。
从整车部件来看,高压架构正在热管束、线缆辅料等部件本钱变革小,优于低压高电流架构。