【800V熱管理】汽車800V系統(tǒng)技術(shù)詳解及電池快充冷卻

800V高壓系統(tǒng)正以“技術(shù)核彈”的姿態(tài)重塑電動(dòng)汽車行業(yè)。它不僅將充電時(shí)間壓縮至燃油車加油的級別，更通過熱管理、材料與系統(tǒng)協(xié)同的顛覆性創(chuàng)新，突破續(xù)航與安全的雙重瓶頸。

品牌

技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)展

自主品牌

BYD（比亞迪）

平臺(tái)3.0800V高壓充電，分鐘續(xù)航150公里

自主品牌

極氪

SEA浩瀚智能進(jìn)化體驗(yàn)架構(gòu)，800V電壓平臺(tái)，360kW超級快充

自主品牌

嵐圖

800V高壓快充系統(tǒng)，350kW超級快充，10分鐘行駛400公里

自主品牌

廣汽埃安

880V高電壓平臺(tái)，480kW充電功率

自主品牌

極狐

360kW超充站，一線城市24座專屬站和16座目的地站

自主品牌

長安

800V電驅(qū)平臺(tái)，10分鐘續(xù)航200km

自主品牌

長城（沙龍）

800V超級快充，600A峰值電流，10分鐘續(xù)航401公里

海外合資

保時(shí)捷

Taycan支持800V

海外合資

大眾

Project Trinity新平臺(tái)支持800V

海外合資

奔馳

MMA架構(gòu)，支持800V超充

海外合資

奧迪

PPE平臺(tái)，800V電壓，270kW直流充電峰值功率

造車新勢力

理想

純電車型800V架構(gòu)，10-15分鐘充電

造車新勢力

小鵬

G9車型800V高壓碳化硅平臺(tái)

展望未來，800V系統(tǒng)有望成為電動(dòng)汽車的標(biāo)配技術(shù)。

800V系統(tǒng)通過電壓平臺(tái)升級，實(shí)現(xiàn)能量傳輸效率與功率密度的躍升：

• 充電效率革命：在800V/500A條件下，充電功率可達(dá)400kW，較400V系統(tǒng)提升3倍以上。以極氪007為例，搭載800V金磚電池可實(shí)現(xiàn)“充電5分鐘，續(xù)航240公里”的超充能力。

• 能耗優(yōu)化：高壓架構(gòu)使線束截面積減少50%，銅用量降低30%，整車減重約15kg，能量損耗降低40%。

• 性能突破：碳化硅（SiC）功率器件替代傳統(tǒng)IGBT，使電驅(qū)系統(tǒng)效率提升5%，峰值功率密度達(dá)2.8kW/kg，助力百公里加速進(jìn)入2秒級。

目前主流車企采用三種技術(shù)路線：

全域800V架構(gòu)（如小鵬G9）：電池、電機(jī)、電控全系高壓化，最高效率達(dá)95%，但需全面升級SiC器件與絕緣系統(tǒng)。

雙域混壓架構(gòu)（如保時(shí)捷Taycan）：動(dòng)力系統(tǒng)800V，低壓電器400V，通過雙向DCDC轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)兼容，成本降低20%但存在能量轉(zhuǎn)換損耗。

智能串并聯(lián)架構(gòu)（如現(xiàn)代E-GMP）：電池組支持400V/800V靈活切換，兼容現(xiàn)有充電樁，熱管理系統(tǒng)需應(yīng)對復(fù)雜工況。

4C超充模式下，電池發(fā)熱量呈指數(shù)級增長：

• 熱源激增：以72kWh電池包為例，4C充電時(shí)瞬時(shí)產(chǎn)熱達(dá)12kW，相當(dāng)于同時(shí)開啟6臺(tái)家用空調(diào)。若未及時(shí)散熱，電芯溫差超過5℃將觸發(fā)析鋰，循環(huán)壽命衰減30%。

• 材料極限：石墨負(fù)極在快充時(shí)鋰離子嵌入速度受限，局部電位降至0V以下導(dǎo)致析鋰，磷酸鐵鋰（LFP）體系尤甚。

現(xiàn)有方案面臨三大矛盾：

散熱效率與空間矛盾：傳統(tǒng)底部液冷板換熱系數(shù)僅200-300W/(m2·K)，無法滿足4C快充的8kW級散熱需求。

能耗與續(xù)航矛盾：PTC加熱在-20℃環(huán)境需消耗3kW功率，導(dǎo)致續(xù)航縮水25%。

成本與性能矛盾：浸沒式冷卻雖將換熱系數(shù)提升至5000W/(m2·K)，但冷卻液成本高達(dá)200/L，且需重構(gòu)電池包密封結(jié)構(gòu)。

多冷板立體散熱

• 麒麟電池：將水冷板嵌入電芯大面，換熱面積擴(kuò)大6倍，4C快充時(shí)電芯溫差控制在1℃以內(nèi)，熱失控預(yù)警時(shí)間延長3倍。

• 蜂巢龍鱗甲電池：上下雙冷板設(shè)計(jì)，配合石墨烯導(dǎo)熱墊片，散熱效率提升400%，支持6C超充。

浸沒式相變冷卻奔馳AMG高性能電池采用氟化液浸沒方案：

• 直接接觸換熱：冷卻液直接包裹電芯，換熱系數(shù)達(dá)傳統(tǒng)液冷的25倍，峰值散熱能力10kW。

• 安全冗余設(shè)計(jì)：全密封箱體+爆破閥+多級絕緣，實(shí)現(xiàn)熱失控氣體定向排放，燃爆概率降低90%。

直冷技術(shù)迭代寶馬iX采用CO?直冷系統(tǒng)：

• 相變潛熱利用：制冷劑在冷板內(nèi)氣化吸熱，換熱效率較液冷提升50%，-30℃環(huán)境下電池加熱速度提升3倍。

• 系統(tǒng)集成創(chuàng)新：取消獨(dú)立Chiller部件，重量減輕30%，能耗降低15%。

小鵬X-HP 3.0系統(tǒng)展現(xiàn)三大能力：

多熱源協(xié)同：回收電機(jī)、電控、芯片廢熱，制熱能效比（COP）達(dá)4.0，較傳統(tǒng)PTC節(jié)能60%。

場景化溫控：開發(fā)300+控制模式，如“極速升溫”模式下15分鐘艙溫提升25.7℃，“動(dòng)態(tài)節(jié)能”模式降低12%能耗。

壽命預(yù)測模型：基于電芯健康度（SOH）實(shí)時(shí)調(diào)整冷卻策略，使電池循環(huán)壽命延長至3000次以上。

SiC MOSFET在800V系統(tǒng)中的雙重價(jià)值：

• 損耗控制：開關(guān)頻率提升至100kHz，導(dǎo)通損耗降低70%，電驅(qū)系統(tǒng)發(fā)熱量減少40%。

• 熱管理簡化：耐溫能力達(dá)200℃以上，允許冷卻系統(tǒng)工作溫度提升20℃，水泵功耗降低50%。

極氪800V極充樁的三大黑科技：

液冷槍線：線纜直徑縮減至25mm，重量僅2.3kg，支持500A電流傳輸且溫升不超過15℃。

樁端預(yù)冷：充電前對電池包進(jìn)行液冷預(yù)降溫，使電芯起始溫度降低10℃，峰值功率維持時(shí)間延長35%。

智能功率分配：根據(jù)電網(wǎng)負(fù)荷動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出，在-30℃極寒環(huán)境下仍可保持“1秒1公里”補(bǔ)能速度。

固態(tài)電解質(zhì)：消除液態(tài)電解液揮發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，工作溫度范圍拓寬至-40~150℃。

納米硅負(fù)極：比容量提升至2000mAh/g，配合預(yù)鋰化技術(shù)解決快充膨脹難題。

氣凝膠隔熱：5mm厚度即可阻隔1000℃熱失控蔓延，重量較傳統(tǒng)云母片降低80%。

全域熱流體力場：將電池、電機(jī)、座艙熱管理整合為統(tǒng)一回路，能耗再降20%。

氫燃料電池協(xié)同：利用燃料電池廢熱為電池加熱，-30℃冷啟動(dòng)時(shí)間縮短至5分鐘。

太空級相變材料：借鑒衛(wèi)星熱控技術(shù)，開發(fā)熔點(diǎn)可調(diào)合金，實(shí)現(xiàn)無源熱管理。

從多冷板立體散熱到浸沒式相變冷卻，從碳化硅器件到智能算法，800V系統(tǒng)的每一次突破都伴隨著熱管理的革命。這場技術(shù)競賽的本質(zhì)，是對能量、空間與安全三角關(guān)系的極致平衡。當(dāng)“充電5分鐘，續(xù)航500公里”成為現(xiàn)實(shí)，熱管理已從幕后走向臺(tái)前，成為定義下一代電動(dòng)車競爭力的核心維度。

免責(zé)聲明：文章來源公開網(wǎng)絡(luò)，僅供學(xué)習(xí)交流分享，版權(quán)歸原作者所有，如果侵權(quán)請聯(lián)系我們予以刪除

-----------------------------------------------------------------

0、重磅 | 《新能源汽車動(dòng)力電池包PACK設(shè)計(jì)課程從入門到精通40講+免費(fèi)分享篇》視頻-2024年課程安排

持續(xù)更新：典型電池包案例分析（奧迪etron、捷豹I-pace、大眾MEB、MODEL3、通用BOLT等）：

為什么選擇這套課程：

大家好，我是LEVIN老師，近10年專注新能源動(dòng)力電池包PACK系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電池包熱管理設(shè)計(jì)及CFD仿真。

該課程是全網(wǎng)唯一系統(tǒng)層級的PACK設(shè)計(jì)教程，從零部件開發(fā)到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核一系列課程，重點(diǎn)關(guān)注零部件設(shè)計(jì)、熱管理零部件開發(fā)、電氣零部件選型等，讓你從一個(gè)小白從零開始入門學(xué)習(xí)新能源電池包設(shè)計(jì)。

2024回饋新老新能源人，（新能源電池包技術(shù)）公眾號(hào)特惠，為方便大家提升，限量50份半價(jià)出售全套《新能源電池包PACK設(shè)計(jì)入門到進(jìn)階30講+免費(fèi)能分享篇》、《Fluent新能源電池包PACK熱管理仿真入門到進(jìn)階28講+番外篇》視頻課程，并送持續(xù)答疑！了解更多課程，加微信號(hào)詳詢：LEVIN_simu

1、獨(dú)家 | Ansys Fluent新能源動(dòng)力電池PACK熱仿真從入門到精通28講-2023年課程安排（電池包熱仿真）

說明：第5部分為免費(fèi)分享篇，部分內(nèi)容來源于網(wǎng)絡(luò)公開資料收集和整理，不作為商業(yè)用途。

解決動(dòng)力電池包MAP等效4C充電、熱失控?zé)嵋种啤?/span>恒功率AC/PTC滯環(huán)控制電路SOC模型設(shè)置教程；是目前市場上唯壹一套從PACK模型的簡化到熱模型建立和后處理評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)講解。希望能幫助到大家。

了解更多《動(dòng)力電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)設(shè)計(jì)》、《starccm+電池包熱仿真課程》、《儲(chǔ)能系統(tǒng)熱管理設(shè)計(jì)與仿真課程》，
關(guān)注公眾號(hào)：新能源電池包技術(shù)
或加右方微信號(hào)：LEVIN_simu

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請讀者僅作參考，并自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。若對該稿件內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理，再次感謝您的閱讀與關(guān)注。