新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求

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新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第1张图片

聚焦于新能源电驱动的发展趋势,随着人们对驾驶里程和充电时间的要求越来越高,同时为了避免能源、动力和成本的浪费,整车厂对驱动系统的效率要求会越来越高。

全新800V高压系统架构包括超级快充系统、超低系统能耗、高性能电池、SiC电驱总成,并支持无线充电,是解决新能源汽车用户里程和补能焦虑提供“最优解”,如今越来越多的车企向着800V高压平台进军。

2019年,保时捷发布了市面上第一款800V高压平台量产车——保时捷Taycan,充电功率提升至350kW,在22.5分钟内电量从5%充到80%。

2021年,小鹏也正式发布了国内首款800V高压平台车型——小鹏G9。

2023年,市场上出现了更多800V高压车型,如路特斯ELETRE、小鹏G9、合创V09、极氪CS1E、问界M9等。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第2张图片800V高压系统架构

1、新能源汽车800V高压电气架构

目前新能源汽车800V高压架构有三种方案:纯800V高压系统架构(全车800V),半800V高压系统架构(动力800V),800V高压快充系统架构(仅充电800V)。

(1)纯800V高压系统架构

新能源汽车纯800V高压系统架构实现整车所有高压部件,包括动力电池、电驱、电源、压缩机等,标配全域800V高压SiC碳化硅平台。优势在于电机电控迭代升级,能量转换效率高;劣势在于电驱的功率芯片需要用SiC功率器件全面替代IGBT晶体管,零部件成本高。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第3张图片纯800V高压系统架构

(2)半800V高压系统架构

动力系统800V高压系统架构将一些关键部件如动力系统升级为800V,但保留其他400V零件,如空调压缩机、驱动电机、DCDC(逆变器)等,可以兼顾整车成本和驱动效率的平衡,其优势是能提升车辆的能耗表现及续航。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第4张图片动力系统800V高压系统架构

(3)800V高压快充系统架构

800V高压快充系统架构通过电池的串/并联分配,灵活设计可配置的动力电池系统,串联时提供800V充电电压,并联时提供400V的电压驱动,即整车搭载一个800V电池组,在电池组和其他高压部件之间增加一个额外的DCDC将800V电压降至400V,车上其他高压部件仍采用400V电压平台。

该方案需要较复杂的电池管理系统以及额外的控制电路,并且需要解决并联电池组之间SOC不平衡现象。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第5张图片800V高压快充系统架构

2、800V高压平台趋势下的半导体元器件升级

目前市场上的快充大多是400V架构,要想实现800V的高压快充,车企在产品技术上还要面临电气化系统的升级,比如:电池组、电机、电控系统、DCDC/OBC、连接器、空调热管理系统和充电桩等涉及高压系统部件都需全面升级并且验证。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第6张图片800V高压平台趋势

(1)功率半导体原件升级

800V高压平台下,对功率半导体的耐压、损耗、抗高温要求会更加苛刻,需考虑开关电压开关过载等因素。800V汽车电气架构对应功率半导体耐压等级需达1200V,SiC基功率半导体相比Si-IGBT基具备更高耐压等级和开关损耗,需将Si-IGBT升级为SiC基功率半导体。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第7张图片功率半导体均从Si基转向SiC

(2)负极快充性能提升

动力电池快充性能提升目前有两种方案:石墨改性和硅负极,硅在充放电过程中的膨胀和收缩被限制和缓冲,不会碎裂。

(3)高压直流继电器刚性提升

800V高压平台电压及电流更高,且电弧更严重,对高压直流继电器耐压等级、载流能力、灭弧、使用寿命等性能提出更高的要求。高压直流继电器对高压电路起到控制和安全保护作用,是新能源车自动控制开关元件,其刚性、触点材料、灭弧技术等多方面在800V高压平台都需改进。

(4)激励熔断器渗透率提升

熔断器是电路过电流保护器件,800V高压平台的熔断器在绝缘、耐压等级等方面需进行提升,新型激励熔断器通过接收控制信号激发保护动作,已逐步应用于新能源汽车。

(5)高压连接器性能升级数量增加

800V高压平台的高压连接器需重新选型,且增加大功率快充接口及400V到800V的转化接口。高压连接器连接新能源车高压电流回路,其机械性能、电气性能、环境性能均需持续提升。目前单辆电动车配置15-20个高压连接器,双电机或大功率驱动电机车型需求量更多。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第8张图片高压连接器在整车高压系统布局

(6)功率器件集成化

800v高电压平台对新能源汽车整车功率器件在体积、轻量、耐压、耐高温等方面提出了更为严苛的要求,电驱动总成、OBC(车载充电机)、DC-DC等功率器件集成化趋势明显。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第9张图片采埃孚800V三合一电驱动总成

3、800V高压平台车型汇总

除了加大电池组、开发新的电池技术来提升续航能力外,其实快速补能也是变相解决里程焦虑的办法。800V高压车型不仅有超强的动力和续航里程,还能在短时间内完成迅速充电,可轻松实现5-10分钟充电30%-80%这样的充电体验,已经接近像加油一样的时间和体验,大大降低用户在充电补能的时间成本。

目前市场上已经有不少车型使用了800V高压快充,其中保时捷是全球首次推出800V高电压电气架构,现代、起亚、比亚迪、长城、广汽、小鹏、理想等车企先后跟进相应布局。以下是最新800V高压平台车型汇总表

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第10张图片800V高压平台车型汇总(2023.12)

4、800V高压平台研发岗位需求

2023年,汽车产业招聘岗位数量同比增长6%,新能源汽车业务领域招聘职位数同比增长18%。这一增长趋势主要得益于新能源汽车的快速发展,尤其是电池技术、电动车制造和智能网联汽车领域,对高素质人才的需求日益增加。

800V高压电驱动部件更小、更轻、更安静、效率更高以及成本更低,刚好契合新能源电驱动的发展趋势。800V高压电器平台的产业化变革和更新必将引发新能源汽车系统硬件及控制策略的迭代更新,随之而来就是800V电控平台研发岗位的“抢人”大战。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第11张图片新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第12张图片

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第13张图片800V高压系统工程师岗位及薪资

新能源汽车800V高压平台产业的迅速发展,也带动着人才需求的增长,一体化电驱动总成、功率半导体元件、三电等带动新能源汽车研发生产的核心环节的技术及人才更新换代。能源汽车行业的人才流入是流出的1.65倍,除了一部分来自传统车企外,互联网是新能源汽车行业最主要的人才来源。

新能源汽车800V高压平台研发趋势&高压系统工程师岗位需求-第14张图片新能源汽车产业人才来源

800V大规模使用还需要3-5年时间,800V技术的大规模使用目前在于商业应用,当前最大的阻碍就是成本,具体要看投入及企业的参与度,可以说800V已是技术发展的趋势,剩下就看产业链的发展和降本。

综上所述,实现电动汽车市场增长,增加车辆的行驶里程的同时提高充电速率,具有极为重要的现实意义。在“中国制造”向“中国创造”转变的背景下,推出800V甚至更高电压的系统方案具有明显优势。新能源汽车行业将始终以技术引领进步,以创新驱动发展,不断探索面向未来的800V高压超级快充技术、电池安全系统解决方案,以行业领先的科技和更具竞争力的高端电动汽车产品,不断创造真正零焦虑的美好电动出行体验。

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