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乘用车电压平台400V升级800V的趋势较为明确。在升级过程中,对整套三电系统中的功率器件和其他零部件有什么新的要求?

乘用车电压平台400V升级800V的趋势较为明确。在升级过程中,对整套三电系统中的功率器件和其他零部件有什么新的要求?

乘用车400V电压平台的时代还没结束,800V的趋势就来了。400V升级到800V重要的部件升级就是电驱(电池也有相关性),其中碳化硅的使用是电驱升级的核心。

从碳化硅本身的特性来说:

1)耐高温能力更强(可在200度条件下正常工作,传统硅基IGBT一般只能在175度以下工作,因此对冷却系统要求更低);

2)耐压特性特别好;

3)低开关损耗(IGBT拖尾损耗更高)。


目前主流还是400-500V电压平台,未来上800V推快充是为了解决电动车的两个核心问题:

1)里程焦虑;

2)充电速度慢(理想ONE增程式,小鹏G9高电压,蔚来换电)。

在传统400V电压平台下,特斯拉推出250kW的快充;在800V平台下,小鹏新推出400kW快充,充电效率达到5C,10分钟能充400公里。


800V平台升级变化:

1)功率模块变化;

2)电池串并联变化;

3)线束、接插件变化(线束材料用量更少,但耐压绝缘、接插件可靠性制造难度更大,隔离芯片也会产生很大的变化)。


在功率模块上,硅也能做1000V以上应用,碳化硅可以做到1700V,用碳化硅原因:

1)体积更小;

2)功率密度高;

3)芯片体积小。

4)在750V背景下,硅基IGBT应用的成本边际效应会比碳化硅明显,但功率和电压变高后,拖尾损耗增加。

因此高压条件下,1200V碳化硅成为必然选择:体积小、耐压强、效率高。


碳化硅与硅基应用成本对比:

1)从逆变器角度说,碳化硅逆变器本身模块价格是硅基的2-3倍(英飞凌HPD 1000-1500元,碳化硅4500元)。

2)碳化硅应用后,系统成本更低(对于整车厂而言,应用碳化硅不会单一考虑功率器件成本,更重要的是考虑整车成本变化):

①以80kWh电池为例,应用碳化硅后,NEDC续航里程可以提升4-5%(有的材料说能做到提升10%,但实际没有那么高),即节约电池4-5kWh(10%提升的话能节省8kWh)。近十几年来,电动车电池成本已经下降了80%,目前是130多美金1kWh(不到1000元)。运用碳化硅后,电池体积更小、重量更轻,预计电池端成本可以降3000-4000元;

②冷却系统降1000元;

③综合碳化硅应用成本上升以及其他系统成本变化,我们测算整车系统成本能够降低2000-3000元。


400V平台运用碳化硅:

相比现在硅基IGBT的运用也有优势。考虑到未来电池成本降低、碳化硅量产后成本降低,产品优势会更加明显,未来碳化硅肯定是优势。续航里程增加、效率提升、逆变器体积减小20-25%。

800V平台运用碳化硅:

系统成本降低更多,碳化硅应用在高压条件下优势更明显。高功率条件下,效率提升更棉线,线束性能提升更多。用硅去做更没有优势,碳化硅是未来必然方向。

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点击次数:352  更新时间:2021-10-16  【打印此页】  【关闭