朱玉龙

朱玉龙

关注

技术讨论|Lucid 设计的 Wunderbox 设计

Lucid motors

2022-07-17

作者:朱玉龙

今天聊一下 Lucid Air 的中央车载充电单元 Wunderbox。

由于 Lucid air 的电压很高,为 924V。这里有几个功能:

  • 小功率直流配电部分:包含接触器和保险丝,主要连接 PTC、电动压缩机和 DC-DC

  • 800V 转换 400V:这里主要是为 ptc 和电动压缩机供电

  • 双向大功率充电:19.2 kW,这里很有意思的地方是升压部分和后面的 400V 直流输入是复用的

  • 直流充电升压电路:50kW 对于老的美国直流充电桩,可以把电压升高

▲图 1. Lucid 设计的 Wunderbox 有很多有趣的功能
▲图 2. Lucid Air 的 Wunderbox 设计

Wunderbox 的内部概览

在这个多功能的系统里面,承载了很多的功能,包含了 3 对大功率的连接器(直流充电座子、电池系统和逆变器)和 4 对小功率连接器(交流座子输入、DCDC 输出、PTC 输出和电动压缩机输出).

▲图 3. Lucid 的 Wunderbox 高压连接器是很多

在讲解视频里面,我们看到有印象深刻的地方在于,这里其实包含四个部分:

  • 大功率电路:综合考虑两个部分,交流输入和 400V 直流桩输入,这里可以通过两部分来复用 DCDC 升压电路

  • 控制板:这里需要综合考虑几种充电模式,交流、直流高功率快充和直流低功率快充

  • 高压配电:配置了高压接触区,输入快充输入、交流输入、逆变器输出和电池输入 & 输出

  • 低功率配电电路:这里还包含一小块电路,由于 PTC 和电动压缩机都是 400V 的

▲图 4. 里面整体包含四个部分

在新的 CCS 快充桩上,这里比较简单直接旁路,如果出现 400V 桩,则考虑使用交流充电机的 DCDC 升压部分,这里一开始就考虑用 50kW 的升压电路。目前全球在 800V 上都需要做老的直流桩的兼容性,各家有各家的方式,和交流桩进行兼容性考虑,Lucid 是唯一一家。

▲图 5. 高功率充电的几种方式

交流部分,考虑 SiC 的主控电路来做,一方面提高效率,一方面考虑 V2X。在这方面,Lucid 电池的大小足够大,所以在这里配置了很多的 SiC Mosfet。在之前披露的信息中,Lucid 和 ROHM 合作,SCT3040K 和 SCT3080K 在高频和高温下的改进性能 SiC MOSFET 帮助 Lucid 减小了设计尺寸,并降低了功率损耗,其中主动整流和 PFC 功率因数校正电路能够在高开关频率下工作,这要归功于 SiC MOSFET 的应用。而后面 50kW 的升压电路,也需要使用 SiC 电路来来实现这个功能。

▲图 6. 交流部分的主控部分

在设计中,由于有了上面的考虑,整个设计需要配置比较多的熔丝,里面多个电路都需要考虑电气绝缘方面的防护。

▲图 7. 里面包含了好多熔丝

OBC 的将来

我们目前在国内,做了很多的尝试,主要是讨论采用小直流充电,把车载充电机逐步从车上拿下来,而在 800V 的车型上,需要考虑对过去的充电桩的兼容,在低功率的快充桩上也有充电能力,目前普遍的方案就是两种:

  • 专用的升压电路:从保时捷开始,做一个简单的升压装置

  • 复用电机绕组:作为升压电路的一部分

Lucid 这里考虑了大功率的 SiC 电路,既然交流做成近 20kW 的,那么在升压部分则考虑较高的短时间功率,直接承接 50kW 的升压电路设计,这其实为 OBC 提供了一条新路,在 SiC 的基础上,其实可以做更高功率的产品。

▲图 8. Lucid 的设计考虑

小结:我觉得 Lucid 对于高端车来说,也是一条路,毕竟 800V 系统确实得考虑,是不是一定要做全集成。把交流、400V 直流输入一起考虑确实不错的思路,而双向输出都考虑的

本文著作权归作者所有,并授权 42 号车库独家使用,未经 42 号车库许可,不得转载使用。

评论 · 0

0/3
大胆发表你的想法~
评论