聊一下Lucid Air的中央车载充电单元Wunderbox

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

Part 1

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）.

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

Part 2

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。

审核编辑：刘清