สถาปัตยกรรมแพลตฟอร์มไฟฟ้าแรงสูง 800V คืออะไร

ภายในรถยนต์ประกอบด้วยส่วนประกอบต่างๆ มากมาย โดยเฉพาะหลังการใช้พลังงานไฟฟ้า วัตถุประสงค์ของแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้าคือเพื่อให้ตรงกับความต้องการพลังงานของชิ้นส่วนต่างๆ บางส่วนต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่ค่อนข้างต่ำ เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในร่างกาย อุปกรณ์เพื่อความบันเทิง ตัวควบคุม ฯลฯ (โดยทั่วไปคือแหล่งจ่ายไฟแพลตฟอร์มแรงดันไฟฟ้า 12V) และบางส่วนต้องใช้แรงดันไฟฟ้าค่อนข้างต่ำไฟฟ้าแรงสูงเช่นระบบแบตเตอรี่ ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแรงสูง ระบบชาร์จไฟ เป็นต้น (400V/800V) จึงมีแท่นไฟฟ้าแรงสูงและแท่นไฟฟ้าแรงต่ำ

จากนั้นชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่าง 800V และการชาร์จแบบเร็วสุด: ปัจจุบันรถโดยสารไฟฟ้าบริสุทธิ์โดยทั่วไปจะมีระบบแบตเตอรี่ประมาณ 400V มอเตอร์ อุปกรณ์เสริม สายไฟฟ้าแรงสูงที่สอดคล้องกันก็มีระดับแรงดันไฟฟ้าเท่ากัน หากแรงดันไฟฟ้าของระบบเพิ่มขึ้น หมายความว่า ภายใต้ความต้องการพลังงานเดียวกัน กระแสไฟจะลดลงครึ่งหนึ่ง การสูญเสียทั้งระบบจะน้อยลง ความร้อนลดลง แต่ยังมีน้ำหนักเบาลงอีกด้วย ประสิทธิภาพของยานพาหนะช่วยได้มาก

ในความเป็นจริง การชาร์จอย่างรวดเร็วไม่เกี่ยวข้องโดยตรงกับ 800V สาเหตุหลักมาจากอัตราการชาร์จของแบตเตอรี่ที่สูงกว่า ทำให้สามารถชาร์จพลังงานได้มากขึ้น ซึ่งตัวมันเองไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับ 800V เช่นเดียวกับแพลตฟอร์ม 400V ของ Tesla แต่ก็สามารถทำได้เร็วเป็นพิเศษเช่นกัน ชาร์จในรูปแบบของกระแสไฟสูง แต่ 800V คือการบรรลุการชาร์จพลังงานสูงเป็นรากฐานที่ดี เนื่องจากเพื่อให้ได้พลังงานชาร์จ 360kW เช่นเดียวกัน ทฤษฎี 800V ต้องการกระแสไฟ 450A เท่านั้น หากเป็น 400V ต้องใช้กระแสไฟ 900A, 900A ในเงื่อนไขทางเทคนิคปัจจุบันสำหรับรถยนต์นั่งส่วนบุคคลคือ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลย ดังนั้นจึงสมเหตุสมผลกว่าที่จะเชื่อมโยง 800V และการชาร์จแบบเร็วสุดเข้าด้วยกัน เรียกว่าแพลตฟอร์มเทคโนโลยีการชาร์จแบบเร็วสุด 800V

ปัจจุบันมี 3 ประเภทคือไฟฟ้าแรงสูงสถาปัตยกรรมระบบที่คาดว่าจะบรรลุการชาร์จเร็วกำลังสูง และระบบไฟฟ้าแรงสูงเต็มรูปแบบคาดว่าจะกลายเป็นกระแสหลัก:

(1) ไฟฟ้าแรงสูงเต็มระบบ นั่นคือ แบตเตอรี่พลังงาน 800V + มอเตอร์ 800V ระบบควบคุมไฟฟ้า +800V OBC, DC/DC, เครื่องปรับอากาศ PDU+800V, PTC

ข้อดี: อัตราการแปลงพลังงานสูง เช่น อัตราการแปลงพลังงานของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าคือ 90% อัตราการแปลงพลังงานของ DC/DC คือ 92% หากทั้งระบบมีไฟฟ้าแรงสูง ก็ไม่จำเป็นต้องลดแรงดันผ่าน DC/DC อัตราการแปลงพลังงานของระบบคือ 90%×92%=82.8%

จุดอ่อน: สถาปัตยกรรมไม่เพียงแต่มีข้อกำหนดสูงเกี่ยวกับระบบแบตเตอรี่ การควบคุมไฟฟ้า OBC อุปกรณ์ไฟฟ้า DC/DC จำเป็นต้องแทนที่ด้วย IGBT SiC MOSFET แบบ Si-based มอเตอร์ คอมเพรสเซอร์ PTC ฯลฯ จำเป็นต้องปรับปรุงประสิทธิภาพของแรงดันไฟฟ้า การเพิ่มขึ้นของต้นทุนรถยนต์ในระยะสั้นจะสูงขึ้น แต่ในระยะยาว หลังจากที่ห่วงโซ่อุตสาหกรรมเติบโตเต็มที่และมีผลกระทบต่อขนาด ปริมาณของชิ้นส่วนบางส่วนลดลง ประสิทธิภาพการใช้พลังงานดีขึ้น และต้นทุนของยานพาหนะก็ลดลง

(2) ส่วนหนึ่งของไฟฟ้าแรงสูงนั่นคือแบตเตอรี่ 800V + มอเตอร์ 400V ควบคุมด้วยไฟฟ้า +400V OBC, DC/DC, PDU +400V เครื่องปรับอากาศ, PTC

ข้อดี: โดยทั่วไปใช้โครงสร้างที่มีอยู่ อัปเกรดแบตเตอรี่พลังงานเท่านั้น ค่าใช้จ่ายในการเปลี่ยนปลายรถมีน้อย และใช้งานได้จริงมากขึ้นในระยะสั้น

ข้อเสีย: มีการใช้สเต็ปดาวน์ DC/DC ในหลายจุด และสูญเสียพลังงานมาก

(3) สถาปัตยกรรมแรงดันต่ำทั้งหมด ได้แก่ แบตเตอรี่ 400V (ชาร์จ 800V อนุกรม คายประจุ 400V ขนาน) มอเตอร์ +400V ระบบควบคุมไฟฟ้า +400V OBC, DC/DC, PDU +400V เครื่องปรับอากาศ, PTC

ข้อดี: การเปลี่ยนแปลงปลายรถมีขนาดเล็ก ต้องเปลี่ยนแบตเตอรี่ BMS เท่านั้น

ข้อเสีย: เพิ่มซีรีส์, เพิ่มต้นทุนแบตเตอรี่, ใช้แบตเตอรี่พลังงานเดิม, การปรับปรุงประสิทธิภาพการชาร์จมีจำกัด