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400V vs. 800V -- Vor- und Nachteile der beiden Systeme

Hier könnt ihr die beiden Systeme ausgiebig miteinander vergleichen bzw. darüber diskutieren.
Bitte sachlich bleiben und nicht persönlich werden! Danke!

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Scheinbar überholt.
800V ist teuer, aufwändig und anfällig. Bietet keinen wirklichen Vorteil :vulcan_salute:

Hallo stekueh,
worauf gründet sich denn Deine Aussage? 800 V - Technik ist nicht wirklich viel aufwendiger als 400 V - Technik, nur reduziert sich der Stromfluß auf die Hälfte*), was sich speziell bei den Kabeln und den Steckverbindern sehr positiv auswirkt - die Verluste fallen bei gleichem Übergangswiderstand auf 1/4, vermutlich noch mehr, weil die Erwärmung der Steckverbinder geringer ausfällt und damit der temperaturbedingte Widerstandsanstieg.
Es gibt viele gute Gründe, bei so hohen Leistungen, wie sie im E-Auto gang und gebe sind, auf höhere Betriebsspannungen umzustellen. Elektronische Schalter können heutzutage problemlos mit so großen Spannungen umgehen …
In der Pauschalität, wie Du das formulierst, ist das mit Sicherheit nicht richtig. Wenn Fa. Porsche und Fa. Hyundai auf 800 V - Technik setzen, so geschieht das mit Sicherheit nicht, weil es anfälliger und extrem problembehaftet wäre.
Du musst Dir nur das „normale“ Stromnetz ansehen - im Mittelspannungsbereich fährt man mit 20 kV**) und das wird seit Jahrzehnten beherrscht, kein Zug wird angesichts der hohen Leistungen der Zugmaschinen mit „Kleinspannungen“ von 400 V betrieben.
Nur weil Tesla es nicht macht, heißt noch lange nicht, dass etwas schlecht ist.
Gruß

Dieter

*) Edit: bei gleicher Leistungsabgabe
**) Edit: im Hochspannungsbereich 400 kV - anders geht es gar nicht.

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Vielleicht noch ein Zusatz: Im Bereich von Light Rail (S-Bahn, U-Bahn, Straßenbahn) sind 750 Vdc eine sehr häufig genutzte Spannungslage. D.h. die Komponenten um mit solchen Gleichspannungen umzugehen sind nichts weltbewegend neues, vielleicht sogar besser in der Industrie eingeführt als 400Vdc Systeme (wobei man häufig baugleiche Komponenten einsetzen kann - niedrigere Spannung geht meistens, nur die Maximalspannung ist begrenzt. Auch diverse Netzteile können mit einem weiten Spannungsbereich zw. 90V und 320V DC und AC betrieben werden - damit das gleiche Netzteil sowohl überall in Japan (je nach Netzbetreiber 110/120/230Vac), Nordamerika oder Europa betrieben werden kann…

Hallo rscheff,
passt. Nur: Japan hat sogar nur 100 Vac (meistens …). Dort muss man dann auch alles für viel größere Spannungsschwankungen dimensionieren (wie auch in USA im 110 Vac*) - Bereich), weil natürlich bei gleicher Leistungsaufnahme die Eingangsspannung deutlich volatiler ist und darüber hinaus Risiken von Kabelbränden usw. erheblich größer sind - weil die Systeme viel größeren Dauerstrombelastungen ausgesetzt sind.
Wenn man sich nur mal vor Augen führt, dass ein Ladevorgang mit 200 kW über ca. 30 Minuten (EQS, fast jedenfalls …) bei 400 V DC eine Dauerbelastung von 500 A im Kabel bedeutet, so ist ganz schnell klar, dass hier bei der Spannung mehr „mehr“ ist.
Ich bin nicht sicher - könnte mir aber gut vorstellen - dass die öfter „abfaulenden“ Massepunkte im MS auch auf die große Strom - Dauerlast zurückzuführen sind.
My two cents,
Grüße

Dieter

*) Edit: USA hat 110 V / 120 V / 240 V und 480 V - ziemlich „schräge“ Netztopologien. Aber das hat in diesem Zusammenhang nicht viel zu bedeuten …

Hm - der MP ist doch „nur“ für 12V da, oder?

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Hallo FFF,
wie gesagt - ich weiß es nicht, das war nur ein „Schuss ins Blaue“. Angesichts der massiven Schraube und den vergleichsweise kleinen Strömen im 12 V -Bereich (im E-Auto gibt es ja keinen Anlasser …) ist das zumindest unerwartet - aber es kann leicht sein, dass ich mich da irre und dass der Rückleiter im 400 V - System nicht über das Chassis geführt wird, um Personengefährdung sicher zu vermeiden.
Gruß

Dieter

3 Beiträge wurden in ein existierendes Thema verschoben: Nicklichkeiten und Unangemessenes - nicht öffentlich

Ja. In nicht selbstgebastelten BEV sind beide Pole der HV (bzw alle 3 der Motore) galvanisch gegen das Chassis getrennt, und wenn der Isolationswiderstand unter ca 10 MOhm fällt, wird in der Batterie (innerhalb des Gehäuses) beidpolig abgeschaltet und das Fahrzeug will in die Werkstatt.

Und für Kontaktkorrosion reichen schon die wenigen Zehntel Volt unterschied des elektrochemischen Potentials zwischen unterschiedlichen Metallen, bzw auch Metalllegierungen; ein paar chloridionen (tausalz) und feuchtigkeit / staub/schmutzfilm.

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In der 800 V Welt gibt es zahlreiche Nachteile.
Die Isolationsabstände sind größer, was zu deutlich größeren Leiterplatten führt.
Das Leiterplatten Material ist teuerer (CAF-Bildung).
Die 650 V/750 V Halbleiter sind State of the art, von sehr vielen Lieferanten verfügbar und daher auch günstig zu bekommen. Was bei 1200 V Chips definitiv nicht der Fall ist.
Zudem braucht man (noch) einen DCDC-Konverter um an 400 V DC Säulen laden zu können.

Die 800 V wurden eingeführt, mit dem Argument, schneller laden zu können (bis zu 350 kW). Was dabei nicht beachtet wurde ist die Tatsache, dass (noch) die HV-Batterie das begrenzende Element ist.

Nenne mir eine E-Achse, die eine höhere Leistungsdichte hat, als der M3-Hinterachs-Antrieb. Kenne ich nicht. Gibt es vermutlich auch nicht. Ausgenommen Formular E.

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Dabei ging es mir um das Erreichen der gewünschten Ladegeschwindigkeit mit geringeren maximal Strömen an den vorhandenen Ladern.
Wie die Langzeiterfahrungen sind, werden wir noch erfahren.

Besonders leicht sind die Fahrzeuge dadurch nicht geworden :wink:

Tesla konnte diese Ladegeschwindigkeit auch ohne 800V erreichen, könnte nun aber auch noch die Spannung (in zukünftigen Fahrzeuggeneration) auch weiter erhöhen um es noch weiter zu treiben.

Hallo M3-75,
das Gewicht wird dabei aber sicherlich nicht durch den Unterschied 400 V - System vs. 800 V - System bestimmt. Sondern eben durch den Akku, der bei einer gewissen Kapazität eine gewisse Masse mit sich bringt.
Die Langzeiterfahrungen bei Hochstromsteckern werden wir auch noch sehen müssen. So lange ein CCS - Stecker nicht unter Last gezogen wird, hat die Betriebsspannung keinen Einfluß auf seine Lebensdauer (800 V vs. 400 V).
Bei gleicher übertragener Leistung ist eine Unterbrechung beim doppelten Strom viel „böser“, weil die magnetische Energie in der Streuinduktivität der Zuleitung 4 mal größer ist - der Abreißfunke wird entsprechend ausfallen …
Gruß

Dieter

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Der Strom wird nie unterbrochen und schon gar nicht der CCS-Stecker gezogen, das wäre wirklich lebensgefährlich.

  • außer die Pyrofuse zündet und ab da ist es eh egal.

Nochmal die Akku-Kapazitäten vergleichen - ne, das erklärt es nicht :wink:

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Hallo Stekueh,
IGBT für 1200 V kosten ein Appel und ein Ei, habe lange genug damit entwickelt. Und ja, die Isolationsabstände wachsen, aber das kann man alles kontrollieren. Das ist jedenfalls nicht der Preistreiber im Fahrzeug.
Solche Pauschalaussagen dass 400 V gut und 800 V schlecht sind, sind einfach nur völlig daneben. Spannungen sind weder gut noch schlecht, es werden aus technischen Gründen Entscheidungen für die eine oder andere Herangehensweise getroffen.
Und Tesla ist keine heilige Kuh, sondern ein Autohersteller :slight_smile:
Gruß

Dieter

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In E-Autos werden meines Wissens schon lange keine IGBT mehr verwendet.

Die Verluste von IGBTs zu SiC Fets sind halt deutlich höher, außerdem lässt dich mit IGBTs nicht so schnell takten.

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Da möchte ich dir widersprechen. Hohe Spannungen treten doch letztlich nur in den Leistungsteilen der Elektronik auf und da wird die Größe und der technische Aufbau von ganz anderen Faktoren bestimmt, als ein paar 100 Volt mehr oder weniger. Z.B. verringert sich der Querschnitt der Leiterbahnen erheblich verringert. Außerdem sinkt die Gesamtverlustleitung der jeweiligen Baugruppe erheblich ab, was nicht nur Energie spart, sondern auch die Kühlung vereinfacht und verkleinert.

Frage als absoluter Laie: ich erwarte von einer 800v Technik, dass die „aus dem Stand heraus“, also vor allem bei einem kalten Akku, diesen deutlich schneller laden kann.
Anders: ein ioniq5 kann einen kalten Akku schneller laden als ein Tesla seinem kalten Akku.

Würdet ihr da zustimmen oder liege ich damit falsch?

Falsch. Letzlich geht es NUR um den Strom, den EINE Zelle bei einer gegebenen Temperatur ohne Schaden aufnehmen kann.

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Ich hätte hier noch eine Theorie, warum Tesla (bis jetzt) bei 400V geblieben ist.
Stellt euch vereinfacht einen Akku aus Rundzellen mit 100S100P Konfiguration vor (sind dann bis zu 420V, aber egal).
Sei die Fertigungstoleranz so, dass die Zellen in ihrer Kapazität im Bereich von 1% streuen. Dann reduziert sich die Streuung zwischen den in Serie geschalteten Parallelbricks durch die Mittelung auf 0.1%. Der Faktor ist dabei abhängig von der Wurzel aus der Anzahl paralleler Zellen.
Bei 10000 Zellen parallel würde die Streuung zwischen den in Serie geschalteten Parallelbricks nur noch 0.01% betragen.

Ich kann mir vorstellen, dass die Streuung der Zellen einfach so hoch ist, dass das BMS bei einem 800V-System gegenüber dem 400V-System (gleicher Energieinhalt vorausgesetzt) zu viel zu tun hat und der Akku bei langer 20%-60%-Nutzung deutlich stärker out of balance sein wird. Die doppelte Anzahl an Strippen, die zum Balancieren notwendig wird, kommt natürlich auch noch hinzu.

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