Borne de recharge 800 V « Principes de base de la recharge »
Cet article traite principalement de certaines exigences préliminaires pour le 800 V.piles de rechargeCommençons par examiner le principe de charge : lorsque la borne de charge est connectée au véhicule, elle fournit (1) une alimentation CC auxiliaire basse tension au véhicule pour activer le système de gestion de batterie (BMS) intégré. Une fois l’activation effectuée, (2) connectez le véhicule à la borne et échangez les paramètres de charge de base, tels que la puissance de charge maximale requise par le véhicule et la puissance de sortie maximale de la borne. Une fois la connexion établie, le BMS du véhicule envoie les informations de demande de puissance au système de recharge.station de recharge pour véhicules électriqueset leborne de recharge pour véhicules électriquesajustera sa propre tension et son courant de sortie en fonction de ces informations, et commencera officiellement à charger le véhicule, ce qui est le principe de base deconnexion de chargeet nous devons d'abord nous familiariser avec cela.
Charge à 800 V : « augmentation de la tension ou du courant »
En théorie, si l'on souhaite augmenter la puissance de charge pour réduire le temps de charge, deux solutions sont généralement possibles : augmenter la capacité de la batterie ou augmenter la tension. Selon la loi W=Pt, si la puissance de charge est doublée, le temps de charge est naturellement divisé par deux. Selon la loi P=UI, si la tension ou le courant est doublé, la puissance de charge peut être doublée, ce qui a été mentionné à plusieurs reprises et relève du bon sens.
Si l'intensité du courant est plus élevée, deux problèmes se poseront : d'une part, le câble nécessaire est plus gros et plus encombrant, ce qui augmente son diamètre et son poids, et donc le coût, sans parler de la difficulté d'utilisation pour le personnel ; d'autre part, selon la formule Q=I²Rt, une intensité plus élevée engendre des pertes de puissance plus importantes, lesquelles se traduisent par une dissipation de chaleur accrue, augmentant ainsi la pression sur le système de gestion thermique. Il est donc clairement déconseillé d'augmenter la puissance de charge en augmentant continuellement l'intensité, que ce soit pour la recharge ou le système de propulsion embarqué.
Comparé à la charge rapide à courant élevé,charge rapide haute tensionElle génère moins de chaleur et de pertes, et la plupart des constructeurs automobiles traditionnels ont adopté la voie de l'augmentation de la tension. Dans le cas de la recharge rapide à haute tension, le temps de charge peut théoriquement être réduit de 50 %, et l'augmentation de la tension permet également d'augmenter facilement la puissance de charge de 120 kW à 480 kW.
Charge à 800 V : « Effets thermiques correspondant à la tension et au courant »
Mais qu'il s'agisse d'augmenter la tension ou le courant, l'augmentation de la puissance de charge engendrera tout d'abord de la chaleur, même si les manifestations thermiques diffèrent selon qu'il s'agit d'augmenter la tension ou le courant. Néanmoins, la première option est préférable.
Du fait de la faible résistance rencontrée par le courant lors de son passage dans le conducteur, la méthode d'augmentation de la tension réduit la taille de câble requise et la chaleur à dissiper est moindre. En revanche, l'augmentation du courant entraîne une augmentation de la section transversale du conducteur, ce qui conduit à un diamètre extérieur et un poids de câble plus importants. La chaleur augmentera lentement avec l'allongement du temps de charge, de manière plus diffuse, ce qui représente un risque accru pour la batterie.
Recharge à 800 V : « Quelques difficultés immédiates liées aux bornes de recharge »
La recharge rapide 800 V présente également quelques exigences différentes au niveau de la pile :
D'un point de vue physique, l'augmentation de la tension entraîne nécessairement une augmentation de la taille des dispositifs associés. Par exemple, selon la norme IEC 60664, le niveau de pollution est de 2 et la distance entre les groupes de matériaux isolants est de 1. L'espacement des dispositifs haute tension doit donc passer de 2 mm à 4 mm, et les exigences en matière de résistance d'isolement augmentent également. Il faut quasiment doubler la distance de fuite et les exigences d'isolation, ce qui implique une refonte de la conception par rapport aux systèmes de tension précédents, notamment au niveau des connecteurs, des barres de cuivre, etc. De plus, l'augmentation de la tension engendre des exigences plus élevées en matière d'extinction d'arc, ce qui nécessite de renforcer les exigences relatives à certains dispositifs tels que les fusibles, les boîtes de dérivation, les connecteurs, etc. Ces exigences s'appliquent également à la conception automobile et seront abordées dans les articles suivants.
Le système de charge haute tension 800 V nécessite l'ajout d'un système de refroidissement liquide actif externe, comme mentionné précédemment. Le refroidissement par air traditionnel, qu'il soit actif ou passif, ne répond pas aux exigences, et la gestion thermique du système est cruciale.station de recharge pour voitures électriquesLa température de la ligne de charge jusqu'au véhicule est également plus élevée qu'auparavant. Comment réduire et contrôler la température de cette partie du système, tant au niveau des dispositifs qu'au niveau du système lui-même ? C'est un point que chaque entreprise devra améliorer et résoudre à l'avenir. De plus, cette chaleur provient non seulement de la surcharge, mais aussi des dispositifs de puissance haute fréquence. Il est donc crucial de mettre en place une surveillance en temps réel et une dissipation thermique stable, efficace et sûre. Cela nécessite non seulement des avancées au niveau des matériaux, mais aussi une détection systématique, comme la surveillance efficace et en temps réel de la température de charge.
Actuellement, la tension de sortie debornes de recharge CCLes batteries disponibles sur le marché fonctionnent généralement en 400 V, ce qui ne permet pas de charger directement une batterie de 800 V. Un convertisseur DC-DC élévateur est donc nécessaire pour élever la tension de 400 V à 800 V, puis charger la batterie. Cela requiert une puissance plus élevée et une commutation à haute fréquence. Le module utilisant du carbure de silicium en remplacement de l'IGBT traditionnel est actuellement le choix privilégié. Bien que les modules en carbure de silicium permettent d'augmenter la puissance de sortie des batteries de charge et de réduire les pertes, leur coût est également beaucoup plus élevé, et les exigences en matière de compatibilité électromagnétique (CEM) sont également plus strictes.
En résumé, l'augmentation de tension devra être effectuée au niveau du système et des composants, notamment au niveau du système de gestion thermique et du système de protection contre la charge. Au niveau des composants, cela implique l'amélioration de certains dispositifs magnétiques et de puissance.
Date de publication : 30 juillet 2025
