800V电驱关键技术对自动驾驶的影响

2023年3月31日，纬湃科技中国科技与创新部总监王海波介绍了800V电驱关键技术及将来全生命周期碳排放和高阶自动驾驶对电驱系统的影响。

高压电气架构的驱动因素和发展趋势

高压电气架构必须服务于整车架构。对于高充电速度的追求驱动着高压电气架构向高压化演进，800V已成为很多整车厂的选择。高压电气架构必须满足低成本，长驾驶里程（高效率），高功率（体积）密度，还有随着双碳战略的实施，全生命周期碳排放会成为新的要求。电气架构会从早期的全分离式，到现在的部分集成，再到未来的全面集成阶段，如七合一、八合一。集成思路也会从机械、电路控制转向功能集成、软件集成。

  直流升压充电和多功能电子箱的发展

基于这一趋势，纬湃科技也做了一定的探索，这里主要介绍直流升压充电和多功能电子箱两项技术。800V平台的车越来越多，但是很多充电桩还都是400V的，如何用400V的充电桩给800V电池充电，我认为，总体会有三种解决方案。第一种是重置电池，把800V电池变成两个400V的，充电桩还是用400V。第二种是通过直流升压转换器进行升压。第三种是通过复用逆变器和电机电感实现升压充电，即直流升压逆变器。   考虑到成本和体验，我们认为，直流升压逆变器是比较合适的方法。

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直流升压逆变器是比较理想的方案，相当于运用车内已有的电驱系统，复用逆变器、电机来实现，性价比最高。

图片来源：纬湃科技 第二个要介绍的是多功能电子箱，这一产品的初衷是将驱动、充电、反向充电等功能集成在一个零部件内。它的核心是一个比较特殊的逆变器，每相由一个直流转化器组成，有4个开关，1个电感，1个电容，可以实现双向升压降压，通过复用滤波、控制、冷却和外壳等降低成本与体积。   不完全依赖于车用电池电压电机，多功能电子箱可以通过中间的接电单元将其接入到不同的用电或者供电单元上，可以实现交流充电、三相交流充电、高压充电，400V/800V，反向充电，电驱等各种功能。

图片来源：纬湃科技 该产品的优势在于：对于充电而言，在峰值负载条件下，车载充电效率可以提升1.5%；对于电驱而言，在WLTP工况下的绕组和导通损耗小，由于输出电压为近似正弦波，电机谐波损失大幅减少而电机效率提升，总效率会提升。但是也面临安全上的挑战，比如针对额外漏电的安全保护措施。  

全生命周期减碳上的探索

所谓全生命周期，就是从原材料制取、生产、运输、使用、回收的整个周期。纬湃科技的工厂都已经购买了绿电，在生产阶段产生的碳排放几乎为零，接下来的发力方向主要是原材料领域。   我们对第四代EMR4电机做了全面的全生命周期碳排放分析。电机转子使用的稀土对碳排放贡献较大。不使用或少使用稀土可以降低碳排放。   外励磁电机就是一种不使用稀土但又拥有媲美永磁机性能的电机技术。经过我们分析，相比于永磁机，因为不使用稀土材料，可以有效减少了电机的碳排放。以三合一的总体来计算，在其他情况一致的情况下外励磁电机能降低4%的碳排放。

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高阶自动驾驶对驱动系统的影响

将来的高阶自动驾驶车辆要求驱动系统发生故障时，驱动系统能够继续为车辆提供动力。这就要求整车的高压电驱系统，高压、低压供电网络能够提供冗余设计及故障隔离机制—发生故障的系统能够被隔离（不影响到还正常工作的子系统），剩下的系统能够继续工作提供动力。比如电机可能由单个3相电机演变成多个3相电机或单个多相电机来实现冗余设计。

编辑：黄飞