特斯拉推崇的350kW超快充電網(wǎng)，采用的是一種新的車(chē)載電源系統(tǒng)

“采埃孚將在今年啟動(dòng)生產(chǎn)首批客戶(hù)預(yù)定的800V SiC功率電子系統(tǒng)。”

“我們準(zhǔn)備在中國(guó)和歐洲批量生產(chǎn)。”

近日，采埃孚發(fā)布其800V功率電子的最新消息。當(dāng)全球越來(lái)越多的車(chē)企嘗試引入改進(jìn)的車(chē)載電源系統(tǒng)來(lái)滿(mǎn)足電動(dòng)汽車(chē)更快的充電速度，800V高壓電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)成為一種新的高端需求。采埃孚，通過(guò)較早的進(jìn)入、賽車(chē)應(yīng)用以及與半導(dǎo)體公司的合作，掌握該項(xiàng)技術(shù)。2021年，是它的800V電力電子設(shè)備在批量應(yīng)用市場(chǎng)內(nèi)的發(fā)力之年。

在中歐兩大市場(chǎng)批量生產(chǎn)

功率電子是電力傳動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換電能。一直以來(lái)，采埃孚批量生產(chǎn)的是400V功率電子。但它同步進(jìn)行著電壓更高的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)，并為之提供新的核心技術(shù)。

據(jù)NE時(shí)代的了解，采埃孚目前正在將多個(gè)800V項(xiàng)目導(dǎo)入生產(chǎn)。其中，它為一家中國(guó)OEM的多款車(chē)型提供800V三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括功率電子。這家OEM很有可能是吉利旗下的跑車(chē)品牌Lotus；為一家歐洲跑車(chē)制造商供應(yīng)800V功率電子系統(tǒng)。

它在800V功率電子中采用了新的芯片技術(shù)：用SiC基功率器件來(lái)代替Si基。與傳統(tǒng)電動(dòng)汽車(chē)采用的硅 （Si） 技術(shù)相比，碳化硅 （SiC） 功率器件可以提高電池續(xù)航里程、改善其性能并縮短充電時(shí)間。

根據(jù)采埃孚此前發(fā)布的信息，800V SiC三合一電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)較之400V將在輸出功率上提升33％，重量上減少25％，峰值效率提升11％。

采埃孚首次使用SiC功率電子產(chǎn)品是在Formula E賽車(chē)系列中。作為法國(guó)文圖瑞Venturi電動(dòng)賽車(chē)和Mahinda Racing的動(dòng)力總成合作伙伴，采埃孚為車(chē)隊(duì)提供整套傳動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)、變速箱和碳化硅功率電子系統(tǒng)。從中，它獲得了SiC電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。如今的中歐800V項(xiàng)目體現(xiàn)的是，它將上述經(jīng)驗(yàn)納入到更廣泛的開(kāi)發(fā)和批量生產(chǎn)中，為未來(lái)的乘用車(chē)批量應(yīng)用做準(zhǔn)備。

電動(dòng)高端、跑車(chē)與800V

采埃孚負(fù)責(zé)電動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的Bert Hellwig認(rèn)為，“很明顯，未來(lái)的高端電動(dòng)車(chē)或電動(dòng)跑車(chē)將采用800V架構(gòu)，而400V架構(gòu)仍將是大眾化市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。多年來(lái)，我們一直在批量生產(chǎn)、提供400V技術(shù)，今年，我們正在為800V應(yīng)用的生產(chǎn)做好準(zhǔn)備?！?/p>

為什么將高端電動(dòng)汽車(chē)或電動(dòng)跑車(chē)定為800V SiC功率電子率先可應(yīng)用的車(chē)型？

觀察近兩年的新車(chē)戰(zhàn)略，高端電動(dòng)汽車(chē)普遍是車(chē)企展示超快充能力、加速能力的絕佳窗口。如保時(shí)捷Taycan、奧迪e－tron GT、特斯拉Model 3以及上文中的吉利Lotus等都將超快充作為賣(mài)點(diǎn)，吸引眾人的目光。

充電時(shí)間在電動(dòng)汽車(chē)的易用性中起著重要的作用。如果要使電動(dòng)汽車(chē)在更長(zhǎng)的距離上變得可持續(xù)發(fā)展，則電池必須能夠在一小時(shí)內(nèi)達(dá)到幾乎充滿(mǎn)電的容量。快速充電的基本問(wèn)題是較高電流產(chǎn)生的熱量。這要求電纜設(shè)計(jì)得更粗或冷卻裝置更優(yōu)，將增加車(chē)輛的重量和充電基礎(chǔ)設(shè)施的復(fù)雜性。因此，最佳解決方案是開(kāi)發(fā)一種新的車(chē)載電源架構(gòu)，從一開(kāi)始就旨在實(shí)現(xiàn)更高的性能。

歐洲車(chē)企、特斯拉推崇的350kW超快充電網(wǎng)，采用的是一種新的車(chē)載電源系統(tǒng)。為了確保在直流充電過(guò)程中將功率損耗降到最低，充電電壓應(yīng)與電池電壓匹配，整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)的電壓也應(yīng)相互匹配。從這個(gè)意義上講，800V功率電子會(huì)越來(lái)越成為高性能電動(dòng)汽車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)。

此中代表，保時(shí)捷Taycan，配置了完整的800V電力傳動(dòng)系統(tǒng)，電池系統(tǒng)、包括電驅(qū)動(dòng)、電力電子、充電系統(tǒng)的電動(dòng)力總成等都匹配800V電壓。

另外，高端車(chē)和跑車(chē)的售價(jià)偏高，只有它們才能分出成本來(lái)試用價(jià)格居高不下的碳化硅器件。

此時(shí)，可能會(huì)有人提出反駁：現(xiàn)代IonIQ 5（在英國(guó)起價(jià)為45，000英鎊）和起亞EV6將推出采用800V電壓系統(tǒng)的量產(chǎn)車(chē)型。這是現(xiàn)代汽車(chē)的一種嘗試。但正如Hellwig所言，IonIQ 5之類(lèi)的車(chē)型仍然是例外，而非常態(tài)。Taycan、奧迪e－tron GT可能才是常態(tài)。

背后半導(dǎo)體公司身影不斷

在采埃孚開(kāi)發(fā)、應(yīng)用400V和800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的道路上，出現(xiàn)了許多半導(dǎo)體公司的身影，羅姆、科銳（Cree）、丹佛斯硅動(dòng)力（Danfoss Silicon Power）、VisIC Technologies。

2019年4月份，采埃孚首次采用SiC技術(shù)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)用于法國(guó)文圖瑞Venturi的電動(dòng)賽車(chē)，其SiC功率模塊來(lái)自羅姆。逆變器采用了SiC MOS和SiC SBD組成的全SiC模塊。與傳統(tǒng)逆變器相比，它的輸出功率提升到220kw，重量降低6kg，尺寸減少43％。

2019年11月，采埃孚先后與科銳、丹佛斯達(dá)成合作。

通過(guò)與科銳的戰(zhàn)略合作，采埃孚希望開(kāi)發(fā)出高效率電傳動(dòng)設(shè)備，計(jì)劃在2022年之前在市場(chǎng)上正式推出SiC電動(dòng)化動(dòng)力系統(tǒng)。

采埃孚與丹佛斯的合作設(shè)計(jì)硅和碳化硅，是合作關(guān)系的進(jìn)一步延續(xù)。丹佛斯不僅向采埃孚提供400V標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品，而且雙方開(kāi)始共同開(kāi)發(fā)用于大批量生產(chǎn)項(xiàng)目的800V碳化硅電源模塊。

甚至，丹佛斯的電源模塊還可以使用采埃孚與科銳宣布的合作中開(kāi)發(fā)的電源芯片。

2020年5月，采埃孚與以色列VisIC Technologies達(dá)成合作，開(kāi)發(fā)基于GaN半導(dǎo)體技術(shù)的EV逆變器，重點(diǎn)應(yīng)用部件將是覆蓋電動(dòng)汽車(chē)絕大部分市場(chǎng)的400V傳動(dòng)系統(tǒng)。

類(lèi)似的合作頻繁地出現(xiàn)在電驅(qū)動(dòng)供應(yīng)商、整車(chē)廠和半導(dǎo)體公司之間，在上游掀起一場(chǎng)場(chǎng)技術(shù)的爭(zhēng)奪戰(zhàn)。

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