谈谈现代Ioniq 5所开启的800V快充


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在韩国BASTRO Power Station 上有一段非常有趣的视频——韩国人把现代 Ioniq 5电池系统给拆开了 , 在Pack层级做浏览 。这条视频没能下载下来 , 我按照自己的解读来做一些整理 , 主要基于电气方面的设计 。现代刻意在宣传过程中把所有的高压铜排、连接线做了黑色化处理 , 这里还是比较美观 , 等橙色线缆效果出来 , 整体这个电池包的工程美感减色不少 。
【谈谈现代Ioniq 5所开启的800V快充】
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图1 Ioniq 5 的电池系统设计备注:我想认真的说一句 , 目前快充在国内的竞争已经进入白热化 , 也就是说如之前蜂巢所披露的Roadmap , 大概率是中国企业进入围绕快充电芯领域的竞争进度表 。随着电动汽车在高速公路服务区排队充电场景越来越多 , 这种快充可以立竿见影的解决痛点 , 这是一种重要的秀肌肉的方式 。
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图2 对高压的800V电气设计影响很大PART 1:Ioniq5的电池设计EMP平台的配组方式 , 我们可以简单罗列一下 , 单个模组的电量为2.42 kWh , 所以目前有3个版本可以配置——1)58kWh , 这是一个基础的配置版本 , 24个模块 , 288个电芯;2)72.6kWh(450kg , 161Wh/kg) , 这是30个模块配置 , 360个电芯;
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图3 在中间少加了两个模组3)77.4kWh , 384 个电芯 。从EMP的设计来看 , 还是以模块设计的思路来走的 , 从目前的设计走向来看 , EMP可能会有一个快速的切换 , 从这种标准模组的方式切换到比较大模组的设计 。我觉得在电动汽车的设计中 , 有一个本质的问题 , 你要不要PDU?PDU是什么 , 其实本质是帮助电池系统分线的 , 如果只设计一个BDU , 把电池作为一个管理所有高压电气源头的输出 , 那么你就要在电池内部来分线 , 如果没有这个前提 , PDU始终是要存在的 。把PDU干没了 , 是需要付出电池系统内部走线的代价的 。如下图所示 , 这个BDU能看到:1) 输出的高压连接器一对正负极2) 往前端输送高压连接的一对正负极3) 连接电池直接电压端的正负极4) 辅助功率端的小电流高压连接备注:这个车由于要设计400V升800V的设计 , 快充接触器全部给集成到了电驱系统里面 , 所以这里的PDU拆成了两部分——电池系统干一部分 , 电驱系统干一部分 。
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图4 配电盒PDU要不要?在这个电池包里面 , 不需要PDU , 所以需要把BDU的前输出通过高压圆线输出拉到前端(为了把这个圆线很好的固定住 , 还布置了支撑的发泡棉) , 由于800V电压比较高 , 这里采用了中间配置熔丝的设计(800V可能都需要Pyrofuse来切断) 。
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图5 800V Pack里面的熔丝盒前输出PART 2:BMS和CMU在这个里面 , 也是和大众的做法一样 , 800V在设计BMS的最大挑战 , 是能不能做成集中式的 , 也就是说目前EMP里面192串的采集通道 , 是否能集中在一起做处理?从目前现有的800V设计方案中——1) Taycan走的是完全分布式设计 , 尽量在模组内完成采样;2) EMP走的是半分布式 , 韩国人在设计中一贯把温度采集和电压采集分别用线缆分开后连接到中间的分布式采集CMU上如下图所示 , 在这个电池包里面 , 走得最不好看的就是这些电压线缆和温度线缆 , 从各个模组里面连接出来然后汇总到中间的分布式CMU上 。