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Taycan 的800V高壓電氣配電盒設(shè)計

2021/01/29
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最近看了一個有關(guān) Taycan 動力系統(tǒng)的對標的 Seminar 里面有一些材料是很有意思的,目前我的主業(yè)是有關(guān)高壓電氣連接的設(shè)計問題,我想就 800V 的電氣保護和設(shè)計做一些整理。

圖 1 保時捷 Taycan 的 800V 高壓電池配電盒

01、第一部分 Taycan 的高壓電氣原理圖

從總的電氣保護來看,這里有三根熔絲,采用巴斯曼的 800A 的作為半包保護(main path fuse SMC);充電輸入采用巴斯曼的 350A 熔絲(HV Booster with PDU),后驅(qū)動也采用 350A 的熔絲(Inverter rear)。 高壓接觸器一共有四個,在正極上有兩個,一個連接充電部分(HV Booster with PDU+),一個連接后驅(qū)動器(Rear inverter+),負極連接是輸出端連接,配合一個 Pre Charge 的接觸器(這個接觸器用的是紅發(fā)的產(chǎn)品)。 整個配電盒的高壓采樣點一共有 6 個,并且配置了 3 個溫度采集點;電流創(chuàng)安齊采用的是霍爾+分流器串聯(lián)的辦法。

圖 2 高壓電氣圖

這些高壓組件成為高壓 E 組件集成在高壓壓鑄的盒子里面,配置在電池的前部,這個配電盒配置了一個絕緣的塑料底座。

圖 3 Taycan 電池高壓配電盒的底座

下面的這個高壓配電盒通過類似之前的 E-tron 的對插的連接方式,可以相對有效的完成組裝,通常在自動化以后,這個大盒子可以通過從上往下插的工藝來實現(xiàn)自動對位。

圖 4 Taycan 的電池高壓配電盒

02、高壓配電盒的內(nèi)部

在 800V 的設(shè)計體系下,Taycan 的最大額定通過電流是在 350A,所以都是基于這個電流數(shù)據(jù)來設(shè)計的。接觸器選擇的是 TE EVC250-800,這款接觸器是保時捷提出需求,在 EVC 250 接觸器的基礎(chǔ)上,在保證類似的連續(xù)承載和短路能力和相同的整體尺寸的基礎(chǔ)下,通過優(yōu)化的設(shè)計來符合 IEC 60664 的爬電距離電氣間隙,面向 1000V 級別的分段。

備注:根據(jù)方武同學(xué)的說法,在高電壓體系下,用環(huán)氧樹脂封裝就比較容易出問題,高電壓體系只有 TE 的這種方式或者在陶瓷封裝的技術(shù)下做調(diào)整

圖 5 高壓配電盒內(nèi)部的主要器件

這一頁是有關(guān) Taycan 和 Model 3 在電氣安全的設(shè)計差異,其實可以理解在相似的功率輸出下,特斯拉只能采用 Pyro Fuse 完成短路保護,否則這么大電流下很難和最大額定電流進行區(qū)分。

 

小結(jié):就充電和熱管理,特別的是在不同溫度下的充電功率管理,我們在后面也可以根據(jù)這個 Seminar 的一些結(jié)果做一些探討。

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Tesla 致力于通過電動汽車、太陽能產(chǎn)品以及適用于家庭和企業(yè)的綜合型可再生能源解決方案,加速世界向可持續(xù)能源的轉(zhuǎn)變。

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筆者 朱玉龍,一名汽車行業(yè)的工程師,2008年入行,做的是讓人看不透的新能源汽車行業(yè)。我學(xué)的是測試和電路,從汽車電子硬件開始起步,現(xiàn)在在做子系統(tǒng)和產(chǎn)品方面的工作。汽車產(chǎn)業(yè)雖然已經(jīng)被人視為夕陽產(chǎn)業(yè),不過我相信未來衣食住行中的行,汽車仍是實現(xiàn)個人自由的不二工具,愿在汽車電子電氣的工程方面耕耘和努力,更愿與同行和感興趣的朋友分享見解。