導讀：2020年年底現代發布了電動全球模塊化平臺（Electric-Global Modular Platform E-GMP），該平臺專為BEV設計，具有模塊化、標準化，滿足各種車型平臺需求，簡化開發流程，降低開發成本等特性。為了解決補能焦慮，該平臺采用了高壓快充架構，可以達到18分鐘充電80%，5分鐘補電100公里。今年基于E-GMP平臺的首款車現代IONIQ ５量產了。這款車經過TopGear節目親測并給予了極高評價，TopGear稱它就是特斯拉的競爭對手。
下面我們看看其技術細節，IONIQ 5的主要技術亮點如下：
1、SOC從10%至80%，僅需18分鐘;2、800V高壓架構；
3.后驅集成了將400V轉換為800V的HV booster；
4、V2L功能，最大功率為3.6kW；
首先是其800V的高壓架構。通常我們認為，從400V過度到800V通常有6種方案，如圖1所示，包含從都部分高壓部件采用800V部件，至高壓部件均采用800V的幾乎所有可能的架構可能性。
圖1 400V過渡至800V的架構IONIQ 5的800V高壓架構
如圖2所示，基本上是一步到位，所有高壓器件都升級至800V，其中前驅采用了當前主流的三合一驅動單元，功率為75kW，后驅采用了五合一，功率為155kW，如圖3所示，所謂的五合一是將ICCU、OBD、DC/DC、DCU、永磁同步電機 、差減集成至一起。據悉驅動電機的定子采用的是Hair-Pin扁線結構，電機控制器的功率器件采用的是SiC，這樣一來最高轉速和系統效率都有一定的提升。最后為了兼容當前的400V的充電樁，后驅單元中設計有將400V轉換為800V，這樣也擴大快充的應用場景。
圖2 IONIQ 5的800V高壓架構
圖3 左邊為前驅總成，右邊為后驅總成
在動力電池方面，有30個模組組成，每個模組由12個電芯組成，6s2p，電芯采用的是NMC 811對石墨的化學體系，電池包的內部結構其其參數如圖4所示，電池包內的高壓連接采用的是匯排流和高壓線束構成，匯排流用于連接模組與高壓器件，高壓線束用于連接前端電機輸出接口。圖4下方為保時捷Taycan的內部結構，兩者相比，Taycan的內部走線明顯要整潔不少。
圖4 上部為IONIQ 5的電池包 下方為保時捷Taycan的電池包
另外800V對動力電池來說，與400V沒有太大區別，僅僅是電芯、模組的串并連的組合不同。在動力電池的冷卻方面，現代IONIQ 5采用的是大冷板方案，而保時捷Taycan采用的是口琴管方案，而且IONIQ 5的熱傳遞通道通過導熱膠直接與電池殼體下方的冷卻板直連，理論上熱阻更小，如圖5所示。整車的熱管理方案如圖6所示。
圖5 IONIQ 5與保時捷Taycan的電池包冷卻方案
圖6 左邊為IONIQ 5整車熱管理鏈路 右邊為保時捷Taycan的整車熱管理鏈路
上述對現代IONIQ 5的800V高壓方案進行了梳理，并且與Taycan進行了對比，那現代IONIQ 5的高壓快充系統的實際表現如何呢？一起來看看。圖7為其快充曲線，包括SOC、充電功率、電池的最低、最高溫度等信息。初始狀態為SOC為5% ，溫度為25℃。在插入快充槍并完成握手后的1分鐘內，最大充電功率達到200kW以上，最高220kW(圖7中標注1處)。當電池溫度上升到43℃，SOC到50%時(從SOC為5%到50%，時間消耗不到10分鐘)，充電功率出現了第一次的下降(圖7中標注2處)，下降到180kW左右。當電池溫度達到51℃后，充電功率將至26.5kW(圖7中標注3處)。當SOC達到80%，充電功率降低至1.5kW，并且維持了3分鐘左右，用于SOC校準。最終到SOC充到100%，整個充電過程大約消耗55分鐘，不得不說快充是真的快。
圖7 現代IONIQ 5快充曲線
在與Taycan和Model Y進行充電測試對比時，測試結果如圖8所示，從10%—80%SOC，三者的時間消耗分別為21分鐘、29分鐘、39分鐘。在溫升方面，IONIQ 5的電池最高溫為50℃，Taycan為47℃，Model Y為56℃，由于Model Y采用的是400V大電流方案，這里只看IONIQ 5與Taycan。
按理說IONIQ 5的電池冷卻的熱阻更小，冷卻效果應該更好，而設計Taycan比IONIQ 5要好，可能是因為Taycan采用的是軸向冷卻，并且采用的是并聯的冷卻方式。
圖8 充電對比測試
總結在當前純電車型續航里程的增加的邊際效應開始降低，純電車型的續航里程可以達到700km，甚至1000km。這種情況下，消費者的里程焦慮有明顯的緩解。而充電焦慮慢慢的開始凸顯。從上述的充電時間來看，快充確實可以緩解充電焦慮。在解決充電速度上有兩種方案，分別是換電和快充，由于換電面臨盈利模式、標準統一等挑戰。目前大部分車企更多的選擇快充路線，在快充路線上，又分兩種，一種是高壓方案，將當前的400V系統提升至800V，也就是上述現代和保時捷的做法，另外一種是提大電流方案，大電流勢必帶來很高的發熱，這對線束、部件、熱管理、系統等都是巨大的挑戰，當前主要是特斯拉的快充方案采用的是大電流方案。目前大多數主機廠和供應商的快充方案采用的是高電壓—800V方案，今年這些廠商也紛紛發布其800V高壓快充技術(如圖9所示)，來提升純電車型的充電體驗。來滿足消費者對充電5分鐘，續航200km的快速補能的需求。這也是動力電池的下一步的發展趨勢。
圖9 各主機廠布局800V
備注：
比亞迪：全新 e 平臺 3.0 ，搭載 800V 高壓充電技術，實現充電 5 分鐘，續航 150 公里；
華為：計劃今年落地15分鐘以內從30%充到80%SOC方案，充電 15min 可實現 30%-80%SOC，兩年以后上市7.5分鐘的解決方案，2025年做到5分鐘；
極氪：所使用的 SEA 浩瀚智能進化體驗架構，可匹配 800V 電壓平臺，支持 360kW 超級快充；
嵐圖：布局 800V 高壓快充，最高支持 350kW 的超級快充，充電 10 分鐘行駛 400 公里；
極星：800V 正在規劃中；
理想：純電車型將采用800V架構，將充電時間縮短至10-15分鐘；
廣汽埃安：發布 880V 高電壓平臺，實現最大充電功率可能達到 480kW，實車搭載測試中，電量從 30% 充到 80% 只用了不到 5 分鐘（4 分 50 秒）；
來源：汽車ECU開發 eng2mot
