技術(shù)討論｜Lucid設(shè)計(jì)的Wunderbox設(shè)計(jì)

今天聊一下Lucid Air的中央車(chē)載充電單元Wunderbox。

由于Lucid air的電壓很高，為924V。這里有幾個(gè)功能：

● 小功率直流配電部分：包含接觸器和保險(xiǎn)絲，主要連接PTC、電動(dòng)壓縮機(jī)和DC-DC

● 800V轉(zhuǎn)換400V：這里主要是為ptc和電動(dòng)壓縮機(jī)供電

●  雙向大功率充電：19.2 kW，這里很有意思的地方是升壓部分和后面的400V直流輸入是復(fù)用的

● 直流充電升壓電路：50kW對(duì)于老的美國(guó)直流充電樁，可以把電壓升高

▲圖1. Lucid設(shè)計(jì)的Wunderbox有很多有趣的功能

▲圖2. Lucid Air 的Wunderbox設(shè)計(jì)

Part 1、Wunderbox的內(nèi)部概覽

在這個(gè)多功能的系統(tǒng)里面，承載了很多的功能，包含了3對(duì)大功率的連接器（直流充電座子、電池系統(tǒng)和逆變器）和4對(duì)小功率連接器（交流座子輸入、DCDC輸出、PTC輸出和電動(dòng)壓縮機(jī)輸出）.

▲圖3. Lucid的Wunderbox高壓連接器是很多

在講解視頻里面，我們看到有印象深刻的地方在于，這里其實(shí)包含四個(gè)部分：

●大功率電路：綜合考慮兩個(gè)部分，交流輸入和400V直流樁輸入，這里可以通過(guò)兩部分來(lái)復(fù)用DCDC升壓電路

● 控制板：這里需要綜合考慮幾種充電模式，交流、直流高功率快充和直流低功率快充

● 高壓配電：配置了高壓接觸區(qū)，輸入快充輸入、交流輸入、逆變器輸出和電池輸入&輸出

● 低功率配電電路：這里還包含一小塊電路，由于PTC和電動(dòng)壓縮機(jī)都是400V的

▲圖4. 里面整體包含四個(gè)部分

在新的CCS快充樁上，這里比較簡(jiǎn)單直接旁路，如果出現(xiàn)400V樁，則考慮使用交流充電機(jī)的DCDC升壓部分，這里一開(kāi)始就考慮用50kW的升壓電路。目前全球在800V上都需要做老的直流樁的兼容性，各家有各家的方式，和交流樁進(jìn)行兼容性考慮，Lucid是唯一一家。

▲圖5. 高功率充電的幾種方式

交流部分，考慮SiC的主控電路來(lái)做，一方面提高效率，一方面考慮V2X。在這方面，Lucid電池的大小足夠大，所以在這里配置了很多的SiC Mosfet。在之前披露的信息中，Lucid和ROHM合作，SCT3040K和SCT3080K在高頻和高溫下的改進(jìn)性能SiC MOSFET 幫助 Lucid 減小了設(shè)計(jì)尺寸，并降低了功率損耗，其中主動(dòng)整流和PFC功率因數(shù)校正電路能夠在高開(kāi)關(guān)頻率下工作，這要?dú)w功于SiC MOSFET的應(yīng)用。而后面50kW的升壓電路，也需要使用SiC電路來(lái)來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能。

▲圖6. 交流部分的主控部分

在設(shè)計(jì)中，由于有了上面的考慮，整個(gè)設(shè)計(jì)需要配置比較多的熔絲，里面多個(gè)電路都需要考慮電氣絕緣方面的防護(hù)。

▲圖7. 里面包含了好多熔絲

Part 2、OBC的將來(lái)

我們目前在國(guó)內(nèi)，做了很多的嘗試，主要是討論采用小直流充電，把車(chē)載充電機(jī)逐步從車(chē)上拿下來(lái)，而在800V的車(chē)型上，需要考慮對(duì)過(guò)去的充電樁的兼容，在低功率的快充樁上也有充電能力，目前普遍的方案就是兩種：

● 專(zhuān)用的升壓電路：從保時(shí)捷開(kāi)始，做一個(gè)簡(jiǎn)單的升壓裝置

● 復(fù)用電機(jī)繞組：作為升壓電路的一部分

Lucid這里考慮了大功率的SiC電路，既然交流做成近20kW的，那么在升壓部分則考慮較高的短時(shí)間功率，直接承接50kW的升壓電路設(shè)計(jì)，這其實(shí)為OBC提供了一條新路，在SiC的基礎(chǔ)上，其實(shí)可以做更高功率的產(chǎn)品。

▲圖8. Lucid的設(shè)計(jì)考慮

小結(jié)：

我覺(jué)得Lucid對(duì)于高端車(chē)來(lái)說(shuō)，也是一條路，畢竟800V系統(tǒng)確實(shí)得考慮，是不是一定要做全集成。把交流、400V直流輸入一起考慮確實(shí)不錯(cuò)的思路，而雙向輸出都考慮的。