1000V高壓系統就要來了，整車開發該怎么應對？

第一電動大牛作者劉敢闖 2017-11-01 08:28

純電動汽車的接受程度很大程度取決于其續航里程與充電的便利性，800V甚至1000V的系統通過提升系統電壓與電流，使得充電功率大大增加，從而縮短充電時間。對于在家或公司沒法充電，沒有固定充電位的車主來說，超級快充帶來很大的方便性，而充電時間的減少也可以減少車主里程的焦慮，提高車輛的使用率，對電動汽車的市場推廣起到很大幫助。

1、1000V快充下電池容量的選擇

下面這個圖顯示了在不同功率充電的情況下城際間行駛，內燃機車與純電動車輛的使用時間，對續航里程為300英里的BEV與內燃機車對比，在圖示的條件下，行駛525英里，兩者的總時間僅相差8分鐘，因此在超級快充條件下，BEV在便利上可以說與傳統內燃機車無太大差距了。

圖片來源：Enabling Fast Charging: A Technology Gap Assessment

但也可以從另外的方面考慮，即便是單體一致的情況下，快充功率與電池容量之間其實并非直線相關的，同時整車能耗也會升高，而電池容量大也意味著成本會上升，因此在綜合使用場景、電池成本及經濟性方面考慮，選擇合適的電池系統而非最大化的電池系統是要重點思考的問題。

2、1000V快充下電氣架構的研發

1000V系統由于電壓的升高，線纜線經相應可以得以降低，同時充放電倍率的提升也可以提高車輛的動力性能及再生制動使用率，但相較于現存成熟的400V系統來說，電氣架構設計也帶來新的挑戰。

首先，電氣架構上，1000V級別的功率電子部件雖然在工業上有所應用，但真正達到車用級別的還不多，尤其是在前期，在架構設計時，整個架構采用成熟的400V系統與1000V系統融合的方案，還是重新開發整車1000V系統，值得我們從經濟與技術上進行思考。

其次，電氣安全上，電壓提升會絕緣及爬電距離要求更高，這時對高壓安全的保護要進行相應的加強，對高壓電氣部件的體積、重量及成本會也會帶來影響。

再者，電池系統上，電壓升高意味著串聯的個數更多，大電流充放電則對電芯提出很高的要求，兩者對電池的管理與均衡帶來新的挑戰，電壓電流也對SOC預測產生影響，對傳感器的要求也會更加嚴格。

3、1000V快充下電力電子系統的影響

1000V級別的電力電子部件應考慮接插件及功率部件的耐壓條件，在現存的功率電子部件，如Inverter，內部的薄膜電容及系統驅動控制、電流傳感器等均需要使用高絕緣要求的部件。

高電壓對電機的設計在電機絕緣、繞組及電磁設計方面也有影響，高電壓使得電機的功率密度得以提升，基速也可以更高，但是由于絕緣材料的影響等可能會使得其熱管理性能變差，為提升其熱管理性能又反過來影響其功率密度。

1000V超級快充電氣架構下，整車的熱管理系統將帶來新的挑戰，對相關的材料、結構及熱管理系統等可靠性的研究將非常有必要，熱管理性能將直接影響整車及功率部件的可靠性及安全性。

4、1000V快充下充電安全及網絡安全的影響

由于1000V超級快充主要使用直流充電，這樣，車輛與EVSE之間的通信成為網絡安全的一個節點，黑客可以通過車樁充電過程中或者模擬相關行為，對車或樁進行攻擊，從而影響基礎設施及整車的網絡安全，因此，在充電的實用性與安全性上，在進行整車網絡架構及兩者交互通信的設計時，應在滿足其正常充電功能的基礎上，保證網絡安全。