Il fulcro della ricarica rapida è aumentare la potenza di ricarica del veicolo. Esistono due modi principali per aumentare la potenza di carica, aumentando la corrente di carica o aumentando la tensione di carica. Attualmente, la maggior parte degli inverter di trazione dei veicoli elettrici puri utilizza moduli IGBT da 600 V, quindi la tensione del pacco batteria è limitata a un valore di picco di circa 400 V. Se la tensione di carica viene mantenuta a 400 V, aumentando la corrente il cavo di ricarica diventerà ingombrante e la perdita di calore per conduzione sarà quadrata. All'aumentare del livello, la resistenza dei connettori, dei cavi, dei collegamenti elettrici alle batterie, delle sbarre, ecc. si riscalderà . Aumentando la tensione del bus a 800 V è possibile raddoppiare la potenza di carica dello stesso cavo e, per ottenere una potenza di carica ultraelevata di 350 o 400 kW, è nata la piattaforma ad alta tensione da 800 V.
Confronta una Tesla Model 3 con un autobus da 400 V con una Porsche Taycan progettata con un autobus da 800 V. La Model3 e la Taycan impiegano 26 minuti e 22,5 minuti per caricare il SOC rispettivamente dal 5% all'80%. Il Model 3 ha una tensione del bus inferiore e raggiunge una potenza di carica massima di 250 kW utilizzando una corrente di carica massima molto elevata di oltre 600 A. La Porsche Taycan utilizza un pacco batteria da 800 V che fornisce una corrente di carica massima di 340 A e una potenza di carica di picco di 270 kW tramite caricabatterie e prese DC veloci convenzionali. La Taycan ottiene una potenza di ricarica leggermente maggiore rispetto alla Model 3, raggiungendo 400 kW a 800 V bus e 500 A di corrente di carica. L’architettura ad alta tensione da 800 V potrebbe diventare la piattaforma principale per i veicoli elettrici di prossima generazione. Il sistema ad alta tensione da 800 V si riferisce solitamente al sistema il cui intervallo di tensione del sistema elettrico ad alta tensione dell'intero veicolo raggiunge 550-930 V, collettivamente denominato sistema da 800 V. Il sistema ad alta tensione da 800 V ha conquistato il favore di molti gruppi e marchi grazie al suo basso costo e all'elevata efficienza. Hyundai Kia all'estero, Gruppo Volkswagen, Mercedes-Benz, BMW, ecc., BYD domestico, Geely, Jihu, Hyundai, GAC, Xiaopeng, ecc. si concentrano tutti su piattaforme ad alta tensione da 800 V. Si prevede che l’architettura ad alta tensione da 800 V diventerà la piattaforma di tensione per veicoli tradizionale per i veicoli elettrici di prossima generazione.
Secondo United Electronics, esistono attualmente cinque architetture comuni di sistemi ad alta tensione da 800 V:
Soluzione 1: tutti i componenti del veicolo sono a 800 V e l'amplificatore di azionamento elettrico è compatibile con la soluzione a palo da 400 V CC. Le caratteristiche tipiche sono: ricarica rapida CC, ricarica lenta CA, azionamento elettrico, batteria di alimentazione e componenti ad alta tensione sono tutti 800 V; potenziato dal sistema di azionamento elettrico, compatibile con pile di ricarica da 400 V CC. Questa soluzione ha un basso consumo energetico per l'intero veicolo e non presenta rischi per la sicurezza. Tutti i componenti che richiedono 800 V sono anche prodotti in fase di ricerca e sviluppo da parte del fornitore, il che è facile da promuovere.
Soluzione 2: tutti i componenti del veicolo sono a 800 V e viene aggiunta una nuova soluzione per pile a 400 V CC compatibile con DCDC. Le caratteristiche tipiche sono: ricarica rapida CC, ricarica lenta CA, azionamento elettrico, batteria di alimentazione e componenti ad alta tensione sono tutti 800 V; grazie all'aggiunta del boost DCDC da 400 V-800 V, è compatibile con pile di ricarica da 400 V DC. Questa soluzione ha un basso consumo energetico per l'intero veicolo e nessun rischio per la sicurezza, ma il costo per aggiungere il sistema è relativamente alto, ma è comunque più facile da promuovere perché molti produttori di componenti da 800 V sono alla ricerca.
Soluzione 3: tutti i componenti del veicolo sono a 800 V e la batteria di alimentazione può erogare in modo flessibile 400 V e 800 V, compatibile con la soluzione a pila da 400 V CC. Le caratteristiche tipiche sono: ricarica rapida CC, ricarica lenta CA, azionamento elettrico, batteria di alimentazione e componenti ad alta tensione sono tutti 800 V; due batterie di alimentazione da 400 V sono collegate in serie e parallelo e possono emettere in modo flessibile 400 V e 800 V tramite la commutazione del relè, compatibile con pile di ricarica da 400 V CC. Questa soluzione è difficile da promuovere perché la batteria di alimentazione necessita di un design speciale per evitare potenziali problemi di circolazione in parallelo delle batterie. Soluzione 4: tutti i componenti del veicolo sono a 800 V e la batteria di alimentazione può erogare in modo flessibile 400 V e 800 V, compatibile con la soluzione a pila da 400 V CC. Le caratteristiche tipiche sono: ricarica rapida CC, ricarica lenta CA, azionamento elettrico, batteria di alimentazione e componenti ad alta tensione sono tutti 800 V; due batterie di alimentazione da 400 V sono collegate in serie e parallelo e possono emettere in modo flessibile 400 V e 800 V tramite la commutazione del relè, compatibile con pile di ricarica da 400 V CC. Questa soluzione comporta un elevato consumo energetico per l'intero veicolo e il vantaggio è che è necessario aggiungere un solo DCDC, ma questo DCDC da 400 V/800 V ha elevati requisiti di sicurezza e non è facile da promuovere.
Soluzione 5: solo i componenti relativi alla ricarica rapida CC sono a 800 V e i restanti componenti vengono mantenuti a 400 V. La batteria di alimentazione può emettere in modo flessibile 400 V e 800 V. Le caratteristiche tipiche sono: solo la ricarica rapida CC è 800 V; La ricarica lenta CA, l'azionamento elettrico e il carico sono tutti a 400 V; due batterie di alimentazione da 400 V sono collegate in serie e parallelo e possono emettere in modo flessibile 400 V e 800 V tramite la commutazione del relè, compatibile con pile di ricarica da 400 V e 800 V CC. Sebbene il nuovo costo del sistema sia basso e la difficoltà di trasformazione del layout del veicolo sia moderata, questa soluzione presenta uno svantaggio in termini di consumo energetico, sostituzioni speciali della batteria e design.
Considerando le prestazioni, il costo del sistema e l'entità della trasformazione del veicolo, si prevede che l'Opzione 1, "Tutti i componenti del veicolo sono a 800 V e il booster elettrico è compatibile con la soluzione a palo da 400 V CC", sarà una soluzione che verrà rapidamente promossa a breve termine.
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