Défi du système 800V : Pile de charge pour système de charge

Charge en 800V « Fondamentaux de la charge »

Cet article parle principalement de certaines exigences préliminaires de la borne de charge en 800V, commençons par examiner le principe de la charge : lorsque la tête du pistolet de charge est connectée à l'extrémité du véhicule, la borne de charge fournira ① une alimentation auxiliaire en courant continu basse tension à l'extrémité du véhicule, pour activer le BMS (Système de gestion de la batterie) intégré du véhicule électrique, après activation, ② l'extrémité du véhicule sera connectée à l'extrémité de la borne pour échanger les paramètres de charge de base, tels que la puissance maximale de demande de charge du véhicule et la puissance maximale de sortie de la borne, et les deux côtés s'ajusteront correctement.

Après un ajustement correct, le BMS (Système de gestion de la batterie) à l'extrémité du véhicule enverra les informations de demande de puissance à la borne de charge, et la borne ajustera sa tension et son courant de sortie en fonction de ces informations, puis commencera officiellement à charger le véhicule, ce qui constitue le principe de base de la connexion de charge, et il est nécessaire que nous en soyons d'abord familiarisés.

Charge en 800V : « Augmentation de la tension ou du courant »

Théoriquement, nous voulons fournir de la puissance de charge pour réduire le temps de charge, il y a généralement 2 méthodes : soit vous augmentez la batterie, soit vous augmentez la tension; selon W=Pt, si la puissance de charge est doublée, le temps de charge sera naturellement réduit de moitié ; selon P=UI, si la tension ou le courant est doublé, la puissance de charge peut être doublée, ce qui a été mentionné à plusieurs reprises, et est également considéré comme un sens commun.

Si le courant est plus élevé, il y aura 2 problèmes, plus le courant est élevé, plus le câble de transport du courant doit être grand et volumineux, ce qui augmentera le diamètre et le poids du câble, augmentant ainsi le coût, et en même temps, ce n'est pas pratique pour le personnel pour l'opérer ; de plus, selon Q=I²Rt, si le courant est plus élevé, la perte de puissance sera plus grande, et cette perte se manifeste sous forme de chaleur, ce qui ajoute également de la pression sur la gestion thermique, il ne fait aucun doute que l'augmentation de la puissance de charge par une augmentation continue du courant n'est pas souhaitable.L'augmentation de la puissance de charge n'est pas souhaitable, ni pour la charge ni pour les systèmes de conduite embarqués.

Comparée à la charge rapide à courant élevé, la charge rapide à haute tension génère moins de chaleur et de pertes, actuellement, presque toutes les entreprises automobiles grand public ont adopté la voie de l'augmentation de la tension, dans le cas de la charge rapide à haute tension, théoriquement, le temps de charge peut être réduit de 50 %, et l'augmentation de la tension peut facilement faire passer la puissance de charge de 120KW à 480KW.

Charge en 800V : « La tension et le courant correspondent à l'effet thermique ».

Mais que vous augmentiez la tension ou le courant, tout d'abord, à mesure que votre puissance de charge augmente, votre chaleur apparaîtra, mais augmenter la tension et le courant n'a pas le même impact sur la chaleur, une augmentation plus rapide impacte également un peu plus la batterie, une limite supérieure plus lente mais plus évidente de la chaleur est également plus visible. Mais la première option est préférable en comparaison. 

Comme le courant dans le conducteur traverse une résistance plus faible, la méthode de tension réduit la taille requise du câble, émet moins de chaleur, et en augmentant le courant en même temps, la section transversale du conducteur augmente, ce qui entraîne un câble de diamètre extérieur plus grand et un poids plus lourd, tandis qu'avec un temps de charge plus long, la chaleur augmentera lentement, de manière plus discrète, cette méthode présente un risque plus élevé pour la batterie.

Charge en 800V : « Défis directs pour la borne de charge »

La charge rapide en 800V présente également certaines exigences différentes au niveau de la borne :

Si l'on regarde au niveau physique, à mesure que la tension augmente, la conception de la taille du dispositif pertinent doit également augmenter, par exemple, selon la norme IEC60664, le groupe de matériaux d'isolation de niveau de pollution 2, pour un dispositif haute tension, la distance doit passer de 2mm à 4mm, les exigences en matière de résistance d'isolation augmenteront également, presque le dégagement de creepage et les exigences d'isolation doivent doubler, ce qui nécessite une tension plus élevée dans la conception précédente.

Cela oblige à repenser la conception du système de tension précédent pour redimensionner les dispositifs pertinents, y compris les connecteurs, les rangées de cuivre, les joints, etc., en plus, l'augmentation de la tension entraînera également des exigences plus strictes pour l'extinction d'arc, nécessitant certains dispositifs comme les fusibles, les boîtes de commutation, les connecteurs, etc., pour améliorer ces exigences, qui s'appliquent également à la conception du véhicule.

Le système de charge haute tension en 800V, comme mentionné ci-dessus, doit augmenter le système de refroidissement liquide actif externe, la refroidissement traditionnel à air, actif et passif, ne peut pas répondre aux exigences de gestion thermique de la ligne de la borne de charge jusqu'à l'extrémité du véhicule, et cette partie du système doit réduire et contrôler la température au niveau du dispositif et du système, ce qui sera la prochaine étape pour améliorer et résoudre ce problème ;

de plus, cette chaleur ne provient pas seulement de la surcharge, mais aussi de la chaleur générée par la surcharge, ce qui n'est pas seulement une partie du système, mais aussi la chaleur provenant de dispositifs de puissance à haute fréquence, donc il est très important de faire une surveillance en temps réel et de prendre de manière stable, efficace et sûre la chaleur, ce qui nécessite non seulement des avancées matérielles mais aussi la détection du système, comme la surveillance en temps réel et efficace de la température de charge.

Actuellement sur le marché, la tension de sortie des bornes de recharge DC est de 400 V, et il n'est pas possible de charger directement une batterie de puissance à 800 V, il est donc nécessaire d'utiliser un produit DCDC supplémentaire qui portera la tension de 400 V à 800 V, puis chargera la batterie, ce qui nécessite une conversion haute fréquence à haute puissance. L'utilisation du carbure de silicium pour remplacer le module IGBT traditionnel est le choix principal. Bien que le module en carbure de silicium puisse augmenter la puissance de sortie de la borne de recharge, il augmente également la puissance de sortie. Bien que les modules en carbure de silicium puissent augmenter la puissance de sortie de la borne de recharge et réduire les pertes, le coût augmente également considérablement, et les exigences en EMC sont plus élevées.

Résumé. L'augmentation de la tension nécessitera des améliorations au niveau du système et du dispositif, le niveau système comprenant le système de gestion thermique, le système de protection de charge, etc., et le niveau dispositif comprenant certains composants magnétiques et dispositifs de puissance à améliorer.