幸會,感謝系統(tǒng)推送。本文可能是全網(wǎng)第二篇在電路級真正分析比亞迪漢EV升壓快充原理的文章,第一篇是寫的《》。如果可以看到我這篇,希望能給予批評指正。
鑒于本文會比較枯燥,我先給出一個(gè)吸引眼球的初步結(jié)論:比亞迪這項(xiàng)“黑科技”具有極大的商業(yè)賣點(diǎn),也許能顯著降低所有(包括非比亞迪品牌)電動車車主的里程焦慮。感興趣的朋友可以繼續(xù)讀下去。
漢EV是比亞迪第一款使用刀片電池的車型,也是所謂高電壓平臺車型,電池包額定電壓為570V。這款車的市場宣傳中有一條重要賣點(diǎn)為“升壓充電”,意思是在現(xiàn)有常見的500V快充樁上,漢EV車內(nèi)電控可以將電壓升高,用高電壓給電池包充電。我在YICHE寫的第一篇文章《 》中用PowerPoint畫過一幅土味兒示意圖,推測過升壓充電的原理,認(rèn)為車內(nèi)應(yīng)該設(shè)計(jì)有升壓電路。那篇文章也從基本電氣原理上分析了在公共充電樁上漢EV充電功率顯著高于特斯拉、蔚來、小鵬等品牌車輛的原因。
說實(shí)話,最初沒覺得這個(gè)升壓電路有何神秘,但后來越琢磨越感到?jīng)]那么簡單。從容量角度考慮,這個(gè)升壓電路理論上要匹配漢EV標(biāo)稱的最大充電功率120kW,那么組成升壓電路的元器件,包括功率半導(dǎo)體、電感等都需要很大規(guī)格,功率大自然也會帶來散熱問題。再后來,唐DM-i發(fā)布,長續(xù)航版電池包額定電壓為538V,確認(rèn)無法使用500V充電樁進(jìn)行快充(參見《 》以及《 》)。為什么漢可以而唐不可以?這再次激起了我的好奇心,想搞清楚這項(xiàng)升壓快充技術(shù)到底是如何實(shí)現(xiàn)的。
經(jīng)典的升壓電路是BOOST電路,經(jīng)典的降壓電路是BUCK電路。如果沒聽說過或忘了,沒什么大不了,不會就學(xué)唄。我推薦一個(gè)視頻,對這兩種電路講解得非常清晰透徹。此視頻原作是國外的Eugene Khutoryansky,翻譯后將其放到了西瓜視頻,為了方便,我貼在下面,侵刪。
我把典型的Boost升壓電路圖稍微變個(gè)形并旋轉(zhuǎn)90度,放在下面,便于讀到后面小節(jié)時(shí)對照。(筆者用WPS繪制,不太精細(xì)請諒解。)
先看一下漢EV的電機(jī)控制主回路,如下圖。
比亞迪的充電回路設(shè)計(jì)的很巧妙,沒有將充電樁直流輸入的電源DC+和DC-直接接到電池包兩根直流母線上,而是利用了IGBT逆變橋及電機(jī)定子繞組,搭出了一個(gè)Boost升壓電路(見下圖藍(lán)色線路部分)。圖中接觸器斷開時(shí),這就是一個(gè)普通的電機(jī)驅(qū)動回路;接觸器閉合時(shí),這就是一個(gè)充電回路。這么設(shè)計(jì)的好處是,三相IGBT、續(xù)流二極管和電機(jī)繞組都可以并聯(lián)在一起使用,功率足夠大(前電機(jī)163kW),并且不需要額外的散熱回路。
至于500V充電樁與750V充電樁的切換控制條件,可以通過快充接口的CAN總線在充電握手階段判斷。
從原理上說,沒有問題,唐DM-i實(shí)現(xiàn)升壓快充可以使用同樣的技術(shù),基本不需要額外的元器件。但是,一個(gè)現(xiàn)實(shí)的工程障礙可能為,當(dāng)初EHS電混系統(tǒng)(含新型發(fā)卡電機(jī))高度集成化設(shè)計(jì),沒有為升壓充電回路留出接口。從上面原理圖中可以看出,至少電機(jī)定子繞組的中性點(diǎn)要能引出接線。
所以,唐DM-i的升壓快充也許要留待下次EHS改型設(shè)計(jì)時(shí)才可能實(shí)現(xiàn)。對于這個(gè)問題,準(zhǔn)車主不必太在意,我還寫過一篇文章《 》,從經(jīng)濟(jì)角度分析,唐DM-i用不用快充不太重要。
開篇拋出的吸引眼球結(jié)論——比亞迪黑科技的巨大商業(yè)賣點(diǎn),本文不打算詳述,因?yàn)槲疫€有些測試沒做過,怕被打臉。如果讀者中有同我一樣好奇心重、喜歡折騰的漢EV車主(全國范圍不限),可以評論區(qū)留言或私信我,我想找一臺漢EV實(shí)車做些勘測,第一步是拿萬用表測量倆數(shù)據(jù)(不拆車)。
此外,2021上海車展現(xiàn)代展出的最新款電動車IONIQ 5也使用了與漢EV同樣的自適應(yīng)升壓快充技術(shù),如果沒有專利障礙的話,估計(jì)將來800V高壓平臺的車型應(yīng)該會普遍應(yīng)用這個(gè)方案。