全球第一個量產900V電車驅動系統下線?5分鐘快充255公里!
這可真是奇了怪了!這兩天在多個新聞源看到,全球第一款量產900V電動汽車驅動系統週三(3月27日)在中國電動汽車製造商蔚來下線,但國內卻幾乎沒有任何報道,如此低調,這究竟是怎麼回事呢?
一個原因可能是,蔚來的這個900V架構是在去年12月宣佈的,大家審美疲勞了。另一個原因,可能就是沒有意識到這個900V架構將對電動汽車帶來多大的革命性改變,今天我們就來好好談談。
什麼是900V架構?爲什麼要用900V?它會帶來電動汽車的哪些改變呢?一句話概括,電動汽車有三大焦慮,充電焦慮、里程焦慮、燃爆焦慮,900V架構基本上一舉解決了前兩大焦慮。
像蔚來的這個900V電驅,它將用到2025年初上市的旗艦車型ET9上,而且是全域900V,這將讓電動汽車到一個更高的性能平臺上去發展,可以說是對現有平臺的一次革命性升級。
燃油車時代,乘用車的電氣系統只有一個12V平臺,主要用於啓動系統、照明系統、娛樂信息系統,電子控制單元以及輔助和安全系統等,包括空調、電動窗、電子門鎖、安全氣囊系統、ABS(防抱死制動系統)等,所以只需要一個12V的鉛酸電池就行了。
而進入電動車時代後,車輛完全靠電力驅動,供電系統就分成了12V、48V以及高壓三個系統,目前高壓主要是400V。爲了更好地說明這三個系統的作用,我們從充電開始,具體介紹一下電動汽車的幾大電力系統。
一是充電系統,包括外部充電接口和車載充電器,用於將外部的交流電,通過整流、升壓等環節轉換爲直流電存儲到動力電池系統。
二是動力電池系統,這是電動汽車的“心臟”,包括電池管理系統、冷卻系統和電池包,爲車輛提供所需的電能。這和燃料車有所不同,燃料車的心臟是發動機,也是整車成本中最高的。
三是輔助電氣系統,包括車輛內部的低電壓電氣系統,需要安全的電壓,所以分成了12V和48V兩塊。
像燃油車上的照明、風扇、儀表盤、娛樂信息等系統,到電動汽車上仍然以12V供電爲主,因爲這些設備都很成熟,零部件供應鏈充足,以及適用的半導體具有成本優勢,直接使用可以降低成本。
而48V系統,則是從1kW到10kW功率等級的應用,主要是爲了提升能效、性能及更高功率的輔助設備,比如啓停、再生制動、加速助力、轉向助力、空調等。
四是熱管理系統,由於電池、電機和電力電子組件在運行時會產生熱量,熱管理系統負責將這些組件維持在最佳溫度範圍內工作,以確保車輛的性能和壽命。
五是車輛控制系統,相當於電動汽車的大腦,通過集成的電子控制單元來協調和管理各個系統的工作,包括駕駛模式選擇、能量管理、安全系統控制等。
六是電機驅動系統,電機把電能轉化爲機械能,驅動車輪旋轉,一輛電動汽車可能使用了一個或多個電機。驅動系統還包括電機控制器和變速器,負責調節電機的功率輸出,控制速度和扭矩。
七是動力電子系統。前面我們說了,動力電池是直流高壓電,爲了保證車內各個系統的供電,需要將它轉爲低壓或交流電,這就需要用到將高壓電轉爲低壓電的DC-DC轉換器,和把直流電轉換爲交流電的逆變器。
你發現沒有?所有這一切的關鍵,就是要把電池的電轉爲12V、48V的低壓和400V以上的高壓,分配給車上的各個子系統使用。所以你就應該看出來了,從400V架構到900V架構有多困難了,因爲牽一髮而動全身,幾乎所有的系統和元器件都得改,以適應更高的電壓。這就像美國電力是110V系統,中國是220V,不管是把110V改成220V,還是220V改成110V,都是一項極爲浩大的工程。
那爲什麼要改呢?這就是我們前面所說的了,主要是爲了減少焦慮和提高性能,因爲電壓越高的系統,充電速度越快,並且電壓越高,所需電流就越小,從而可以減少熱量的產生,降低冷卻系統的負擔和熱失控的風險,同時電纜可以更細,元器件可以更薄更小,從而降低整車重量,所以採用高壓架構是未來電動汽車的發展趨勢。
像蔚來準備採用900V架構的ET9,充電功率的峯值可以達到600KW,這意味着充電的極速體驗,5分鐘就可以充255公里,還有什麼充電焦慮和里程焦慮呢?而且因爲高電壓架構,這款車的高壓線束也減輕了50%的重量,電機“減肥”34%,再加上高電壓下能量損失更少,可以極大地提高系統整體效率。
但高壓架構也帶來了很大的技術難點,比如爲了兼容925V的高工作電壓,整車電氣系統的絕緣性能和電磁兼容都有了更高的要求,包括線束、連接器、電機、逆變器等多個環節,都需要新型絕緣材料和結構,以確保高壓條件下的安全可靠。同時高壓快速開關還會產生嚴重的電磁干擾,必須設計有效的EMC抑制方案。
可以想象,蔚來的全球第一個量產900V電動汽車驅動系統下線並不是終點,而只是一個起點,可能很快就會有更多的車商跟進,甚至900V可能都只是過渡,未來1200V,甚至2000V的架構都有可能出現。
原因很簡單,隨着電動汽車續航里程需求的不斷提高,各種功能的不斷擴展,對電池容量的要求也會越來越大,在增大電流受到發熱因素制約的情況下,提高電壓幾乎是安全提升充電速度的唯一出路。所以意識到這一點,我們也就知道未來整個產業鏈的發展方向了。