汽车上的电机大致经历过这么几个阶段。传统燃油车的12V起动电机;弱混燃油车的48V驱动电机;HEV和BEV的400V驱动电机;以及目前最新的800V驱动电机。为什么电压越来越高?800V意味着啥?
科技进步了,以前做不到的事,现在可以了。
提高充电速度,提高电机功率
初中物理中,功率=电压×电流。不管电池还是电机,想做大功率,在不提升电压的状态下,只能提升电流。
电流大了后,对线缆的承载是个灾难。要么加钱做粗线缆,但既费钱,又增重。假如提升电压,既减轻车重,还能降低线缆成本,还提升了总功率,而且还更安全,真是完美的方案。
更轻更小更强
电机功率不变,高压电机比低压电机可以做到体积更小,功率密度更高,也意味着制造成本更低。
但800V对电机性能的不仅仅有提升,同时也带来新的麻烦——高压平台的电腐蚀问题。
所谓电腐蚀是电机的PWM调制带来的共模电压,分配到转子轴上导致的轴电流和寄生电容的影响。
共模电压加载到转子的两端,形成了轴电流。轴电流流经轴-轴承位置,击穿油膜,就产生了由于电流击穿产生的电腐蚀,然后这种腐蚀就进而导致了轴承的点蚀和一阶噪音。随着耐久里程的增加,噪音会扩大,并最终导致电机故障。
在电机设计中,会采用很多的方法来解决这种问题。比如说增加磁环,增加旁路转移轴电流等等。
电腐蚀风险始终存在,只是程度高低。电压越高,产生电腐蚀的风险越高。400V级及以下现有的电机常规设计已经比较好平衡了。800V级,尤其是实际电压越高的800V级,就越需要通过采用陶瓷轴承,其实就是绝缘球轴承,配合集电环/碳刷等,来解决电腐蚀问题。
良莠不齐 800V也分真假
做800V其实不难,难点在于整车的架构全部采用800V平台,才能称之为真800V。
真800V主要包括动力电池、电机、电源、压缩机等。
伪800V。将如电池/电机等关键部件升级为800V,但压缩机、DC-DC依然采用400V平台。
2019年,保时捷纯电跑车Taycan上市,号称800V平台。然而,这台车却是一台东拼西凑的800V电车。
第一代Taycan上使用四种不同的电压:12V用于照明、信息娱乐;48V用于主动防倾杆电机;400V用于空调压缩机等,只有电池和电机为800V,可谓鱼龙混杂。
而近期发布的新款Taycan,电池、电机、压缩机和主动悬架液压泵均为800V平台,算得上是货真价实的真800V。