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作者 / 阿寶，出品?/?阿寶1990
上次咱們提到了800V的超充的市場(chǎng)和車廠布局，本次內(nèi)容重點(diǎn)講解800V超充的架構(gòu)。
汽車800V超充技術(shù)(一)—市場(chǎng)&車廠布局
一、大功率充電可通過(guò)高電壓或大電流實(shí)現(xiàn)，通過(guò)高電壓實(shí)現(xiàn)快充更為主流
前面第1篇文章提到，充電和續(xù)航是核心痛點(diǎn)；其中充電時(shí)間=電池容量/充電功率。 電動(dòng)汽車的充電時(shí)間主要取決于車輛的電池容量與充電樁的充電功率。電池容量越大，續(xù)航能力越強(qiáng)， 提高電動(dòng)車的電池容量是趨勢(shì)之一。在同一充電功率下，需要的充電時(shí)間就越長(zhǎng)。而充電功率越大，充電速度越快，需要的充電時(shí)間就越短。因此， 大功率快充是解決補(bǔ)能焦慮的最重要方式之一。??
充電功率=系統(tǒng)電壓×充電電流，充電功率由系統(tǒng)電壓和充電電流共同決定。因此， 實(shí)現(xiàn)大功率快充有兩條技術(shù)路線：一是大電流快充技術(shù)，二是高壓快充技術(shù)。但大電流快充方式的劣勢(shì)明顯， 目前高電壓成為了快充主要?jiǎng)荨?/strong>
大電流快充技術(shù)
目前推廣程度低。需要升級(jí)電芯的材料體系和結(jié)構(gòu)，以提高單體電芯的最大充電電流，需要使用更粗的線束，由此帶來(lái)充電部件體積、重量的增加，影響用戶操作的便利性。同時(shí)，大電流充電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量大幅增加，帶來(lái)更大的散熱問(wèn)題，容易產(chǎn)生安全隱患，對(duì)熱管理要求更高，技術(shù)難度較大。且能量損失嚴(yán)重、轉(zhuǎn)化效率低。此外，大電流模式僅在 10%-30%SOC 進(jìn)行最大功率充電，其他區(qū)間的充電功率有明顯下降。該路徑的應(yīng)用以特斯拉Model 3 為代表。
高壓快充技術(shù)
是目前車企實(shí)現(xiàn)快充的主流選擇。在高電壓系統(tǒng)下，電動(dòng)車的電驅(qū)系統(tǒng)效率會(huì)提升，從而增加續(xù)航里程。高電壓模式相較于大電流模式，具有高效充電 SOC 區(qū)間更大、充電功率峰值更高、技術(shù)難度相對(duì)較小、成本相對(duì)可控等優(yōu)勢(shì)。該路徑的應(yīng)用以德系車企和國(guó)內(nèi)自主品牌為代表，電壓平臺(tái)從 400V 提升至 800V。
二、充電功率≥300kW 可稱為超級(jí)快充， 高電壓是面向未來(lái)的高上限技術(shù)路徑
根據(jù)現(xiàn)有市場(chǎng)技術(shù)水平特征，超級(jí)快充最高充電功率需要大于等于 300kW，即充電樁的最高功率和智能電動(dòng)汽車的充電峰值功率都要達(dá)到 300kW+的水準(zhǔn)。
在超級(jí)快充的標(biāo)準(zhǔn)下，高電壓技術(shù)路徑通過(guò)整車 800V 架構(gòu)升級(jí)而實(shí)現(xiàn)，充電電壓不低于 750V，且電流不低于 400A；該技術(shù)路徑是面向未來(lái)的、顛覆式的，優(yōu)點(diǎn)是發(fā)展上限高，充電和用電損耗都較低，且重量輕、體積小，潛在玩家眾多；缺點(diǎn)是硬件成本高、產(chǎn)業(yè)尚未成熟。
高電流技術(shù)路徑通過(guò)熱管理和電池管理系統(tǒng)的升級(jí)達(dá)成超級(jí)快充，充電電壓不低于 375V，且電流不低于 800A；該技術(shù)路徑是面向當(dāng)下的、漸進(jìn)式的，優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，無(wú)需車端硬件改造且適用已售產(chǎn)品；缺點(diǎn)是充電損耗高，技術(shù)發(fā)展上限有限，玩家較少。
三、800V主流架構(gòu)方案
汽車實(shí)現(xiàn)高壓快充的方案按照電池和電壓系統(tǒng)可以簡(jiǎn)單分為三類，分別為 800V 的動(dòng)力電池和800V 高壓系統(tǒng)、800V 動(dòng)力電池和 400V 高壓系統(tǒng)、 400V 動(dòng)力電池和 400V 高壓系統(tǒng)?？紤]升壓方式等因素，則可細(xì)分為五種方案，從目前綜合方案推廣難度和改造成本來(lái)看，方案一（全系 800V 充電系統(tǒng)兼容 400V 快充）較好，有望成為主流方案。
方案一：車載部件全系 800V，電驅(qū)升壓兼容 400V 直流樁方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；通過(guò)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升壓，兼容 400V 直流充電樁。
方案二：車載部件全系 800V，新增 DCDC 兼容 400V 直流樁方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；通過(guò)新增 400V-800V DCDC 升壓，兼容 400V 直流充電樁。
方案三： 車載部件全系 800V，動(dòng)力電池靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直流樁方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；2 個(gè) 400V 動(dòng)力電池串并聯(lián)，通過(guò)繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直流充電樁。
方案四： 僅直流快充相關(guān)部件為 800V，其余部件維持 400V，新增 DCDC 部件進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換器方案。其典型特征是：僅直流快充和動(dòng)力電池為 800V；交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、高壓部件均為 400V；新增 400V-800V DCDC，實(shí)現(xiàn) 400V 部件與 800V 動(dòng)力電池之間的電壓轉(zhuǎn)換，兼容 400V 直流充電樁。
方案五：僅直流快充相關(guān)部件為 800V，其余部件維持 400V，動(dòng)力電池靈活輸出 400V 和 800V 方案。其典型特征是：僅直流快充為 800V；交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、負(fù)載均為 400V；2 個(gè) 400V 動(dòng)力電池串并聯(lián)，通過(guò)繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 和 800V 直流充電樁。
常見(jiàn) 800V 高壓系統(tǒng)架構(gòu)綜合比較圖如下所示：
下載ECAD模型
