华为彭鹏:为什么我们认为电驱动应用高压平台是电动车发展趋势

NE时代

阅读 876   更新于 2021-06-23 09:00:08

我们认为新能源汽车市场已经进入了市场和政策的双轮驱动时期,未来整个电动车行业要快速发展的话,一定要打消客户购买电动车的顾虑。早期的用户对购买电动车有哪些顾虑?续航里程、成本、安全、充电等方面,当前客户最关心的还是充电便捷性和安全的问题。

一、充电不便捷问题的根源不是充电桩少,而是缺乏快充性能的体验

中国有3.6亿燃油车,12万个加油站,80万个注油器,注油器和燃油车比为1:450,即平均一个注油器要服务450辆燃油车。新能源车目前保有量550万辆,充电桩已经到88万,其中公共直流桩50多万,车桩比已经到了1:6,为什么用户还是觉得不方便呢?归结起来是充电速度和车桩匹配的问题。所以,除了加快充电基础设施的配置,更重要的还是在安全的情况下发展快充。

为了解决消费者续航焦虑,整车厂不断在增加电池容量。整车电池配置电量到100kWh应该足够用,达到600到700公里的续航完全不成问题。再看充电速度,按照400V/250A的国标充电,最多到1C,而相同电流下,800V可以做到2C;如果匹配液冷枪,400V/500A的平台也就到2C,而1000V/500A就可以到5C,所以高电压平台可提升充电速度。

二、高压平台产业链已完备,2023年成熟供应,车企应当及早规划布局

如果走高电压平台的话,现在的产业成熟度到了哪种程度?从功率器件来看,已经具备800-1200V功率半导体的产业成熟度。大于1200V的当前还在开发中。再看充电桩,如果车辆需要100kWh的充电需求的话,当前250A/400V的桩只能满足100kW的充电功率,100kW就是1C,800V可以到达200kW;200kW可以达到到2C充电,1000V就可以到250kW。因此,从充电桩的部署来看,未来也有必要往高压方向上去。

车企层面, 2021年已经上市或者准备上市的车型已经有8-9款选择了高压平台的路线,如北汽的极狐,还有现代的平台、比亚迪的汉、奥迪Etron GT等。当前市场在还在电动车初期,呈现出一个“哑铃型”的态势,高端车型和低端车型发展得最快。高端车型能够承受一些带来更极致体验的成本压力,我们认为快充一定是在B级以上的车型上优先发展,再从 B、C、D车型向下延伸。从成本层面考虑的话,我们做了相应分析,高压架构相比低压架构,部件增加成本略优。综合成本来看,高压平台对比当前的低压平台普通车型(非快充)的话,成本的提升也就在2%左右,未来高端车型部署走高压平台成本也低。

对于充电运营商来说,新建高压桩要兼容低压车,才能最大化保护投资支出。因此,当前充电桩的部署也是要适应未来高压演进的方向,尽量地减少未来扩容、演进的成本。但如果采用的是低压桩,满足大功率充电就需要走液冷,当前大家看到的特斯拉的桩就属于特殊的液冷散热,桩的成本较高。

再看标准,当前行业充电标准1000V/500A正在落地,今年会有新的标准发布,标准上的障碍基本不存在。

我们知道的很多车企已经开始做高压车的规划,每一代车型出来几乎都要五年,现在电动车开发的周期相对短一点,三年左右。所以我们认为,为了应对竞争车企当前就应该考虑高压平台车型的规划,未来到2023年,高压的产业链就会变得相当成熟。

三、华为通过创新技术解决高压方案难题,提供端到端产品系列

华为智能电动是基于整个华为数字能源的底座,将数字能源擅长的电力电子技术,结合华为优势的通信技术,包括人工智能方面的一些投入和创新,应用到车的部件制造当中。为车企提供了三大平台:数字化开发平台、软件平台和硬件的平台。软件平台AutoSar是华为自研,硬件架构也是华为自主开发,数字化开发平台能够助力车企快速开发上市。前几天刚刚发布的鸿蒙操作系统,也可以用在车的座舱领域。在这些方面,华为可以帮助车企解决独立性供应的问题。

基于以上优势,华为推出了AI闪充高压动力域解决方案,包含了电驱动系统、车载充电机、热管理系统、BMS、充电模块,当前AI闪充第一个版本达到15分钟充电30%—80%。四驱高压电驱动系统可实现3.5s级百公里加速,NEDC效率可达86.6%,提升续航里程5%左右。高压OBC小体积,轻量化,拥有专利防凝露连接器及U形立体式散热水道,且经过230多种全球严苛异常电网的测试。再看BMS电锤管理,电池大部分安全中问题来源于充电过程,也有一部分行驶过程中无征兆地发生了。怎么能够预防这些故障,提前预警?就需要运用到AI技术。怎么把华为的人工智能融合到三电开发当中呢?首先,BMS的端侧存储和计算能力非常有限,在研究电池管理的同仁们都知道,要做到准确预测,一定要用到大数据和云。用到云以后,华为认为一定要用到人工智能的技术,因为跟电池机理相关的参数有上百种,普通人的大脑就接受三到四维的概念,用人工智能的技术可以用成千上万维思考,包括用数字孪生技术引入去迭代。同时在热安全的管理方面,华为将座舱和电池的热管理进行一体化集成,实现动能、电能、热能三能的互补协调。在充电基础设施层面,华为推出了200-1000V的宽电压范围,高效率的充电模块,支持高压演进,保护客户投资。

核心技术层面,华为通过“全栈高压架构AI加持”,在安全边界范围内采用智能温度场调节,最大限度发挥最大高压快充潜能,将充电速度提升30%。在2021年上海车展的发布会上,实现了15min内完成充电30%-80%的SOC。同时基于机理+AI耦合迭代,实现更早、更全、更准的热失控故障预警

高压平台对电驱动也带来不少难题,如绝缘、轴承电腐蚀和EMC等问题,华为采用高等级的绝缘系统一对一认证,专利高压连接器,专利轴承导流防击穿结构及EMC软硬件抑制等核心创新技术,系统性地解决上述难题。其中,以轴承防腐蚀为例,它一直是业界电驱动产品未解决的难题,华为通过创新的“富兰克林”引流技术,可将轴承上的近60V~80V电压的电流导出,较好的解决了其对轴承之间润滑膜耐压性能的冲击,从而大幅降低轴承失效的风险。

同时,针对现阶段高压车不能与低压充电桩良好适配的问题,华为基于现有MCU及电机,可以通过软件算法进行BOOST升压控制,这个选配的功能能够实现750V的高压车在低压500V充电桩上的充电,保证用户正常充电。

当前的高压动力域可满足15min的快充,未来华为AI闪充规划要实现7.5分钟到5分钟快充电的性能。

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