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什么黑科技让续航和充电不再是困扰?

2022-06-15 17:14:53

  800V高压SiC平台。在电动化的大趋势下,800V和SiC成为业界最受关注的组合之一,二者的组合应用能够进一步提升系统优势,让电动车充电更快、续航更远。

  小鹏G9正是搭载了这一平台,达到了“充电5分钟,续航200km+”的行业领先水平。

什么黑科技让续航和充电不再是困扰?

  开始快充时代的800V高压平台

  新能源车主的一大焦虑就是充电慢,而800V高压平台恰好解决了这一难题。

  在电池容量一定的情况下缩短充电时间,需要提高充电功率:

  t(充电时间)=W(充电量)/P(充电功率)

  汽车行业提高充电功率的普遍技术路线,一是提高充电电压,二是提高充电电流:

  P(充电功率)=U(电压)*I(电流)

  小鹏800V高压平台做到了高电压和高电流双管齐下:电流方面,峰值充电电流可达600+A;电压方面,量产电动车的架构电压普遍在400-500V,而小鹏实现了远超行业平均工作电压的800V级,并可兼容不同电压充电桩。这样一来,800V高压平台带来的充电体验将会更加快捷,新能源车型与传统油车在补能方面的差距将大大缩小。

  除了充电速度的提高,800V高压SiC平台的另一大核心技术突破就是应用了最新一代的电力电子技术——碳化硅器件。得益于耐高压的特性,碳化硅可以控制更高的系统电压,因此被认为是800V高压平台的最佳拍档。

  碳化硅是什么神秘物质?它和电动车的关系是?

什么黑科技让续航和充电不再是困扰?

突破半导体发展瓶颈的碳化硅

  要说到电车的续航问题,压力不可避免地来到三电系统这边。我们都知道,想让电动车跑起来,需要电池、电机和电控的良好配合。但是电池和电机之间存在一点“交流障碍”:电池输出的是直流电,电机需要输入的交流电。想要让二者无障碍协作,就需要一个名叫“功率器件”的转换器,将直流电转化为交流电。

  现在的电动车常用的功率器件中多采用第一代半导体材料,也就是硅。然而,传统硅虽然作为半导体元老级贡献者开创了信息时代,也以其平价好用的特性在半导体圈称霸多年。但受限于物理性质,硅基材料存在严重的功率损耗且发热严重,这将导致行驶里程的缩短和充电时间的延长。

  随着新能源汽车的飞速发展,传统硅基器件意识到自己的性能已接近极限(比如不再能满足小鹏等车企的800V充电平台),于是它黑化,哦不,碳化了。

什么黑科技让续航和充电不再是困扰?

  顾名思义,碳化硅是碳和硅组成的化合物。同样作为半导体材料,碳元素的加入让碳化硅的性能从1.0跃升到3.0,在功率密度、禁带宽度、电子漂移饱和速度和热导率等方面可谓是全方位碾压:

增加续航里程

  碳化硅能够降低器件电阻,损耗相比硅器件减少70%-80%。这里我们来做一个简单的数学题:

  已知综合工况下, 电驱系统的能量损耗约占整车损耗的16%,而功率半导体在电驱系统的能量损耗中约占40%。如果碳化硅综合损耗比硅器件低75%,求使用碳化硅器件比使用硅器件提升了多少行驶里程。

  答案:16%*40%=6.4% (功率半导体的损耗)

  6.4%*75%=4.8%(按照比硅器件降低75%损耗条件下,碳化硅的损耗)

  4.8%/(1-4.8%)=5.04%(系统效率的提升)

  因此,使用碳化硅器件可以提高约5%的系统效率。换句话说,同样的电池容量和整车行驶条件不变的情况下,综合续航里程可以约提高5%。

节省车内空间

  此外,得益于碳化硅的高带隙、高导热率和不易发生表面电流泄露的特性,碳化硅器件在高温环境下的工作状态更稳定,对散热系统的要求降低,也就节约了散热系统的体积,把更多空间留给座舱。

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体验升级 不止在车端

  满足用户充电和续航需求是小鹏设计研发800V高压SiC平台的出发点,提升超充能力与充电桩全面布局相融合是小鹏一直坚持的发展路线。

  为了充分发挥800V高压SiC平台优势,我们将铺设中国首个量产铺设480kW高压超充桩,并且希望在未来 2 年内建成高压超充网络,将小鹏的高压超充桩铺设至全国大部分县级市和高速公路,让鹏友走到哪里都能快速补能,无忧续航。

什么黑科技让续航和充电不再是困扰?

  而作为兼具800V 超充能力和800V 高压超充体系支持的旗舰车型,G9将具备更强的续航能力和超充能力,真正解决鹏友的充电和续航焦虑。

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