實現(xiàn)800V的低成本化汽車電子解決方案

800V 三電平臺，在保時捷的 Taycan 采用以后，總得來說還是處在一個很早期的階段。目前看下來只有 PPE 的平臺會繼續(xù)擴大對 800V 平臺的采用，而后續(xù)通用的 800V 純電皮卡，奔馳、寶馬都在這個方向上面會可能投入。而現(xiàn)代起亞預(yù)計在 2021 年推出的純電轎車，從品牌和定價角度，價格不可能和前面幾家做成一樣，如果這個事情真做成了，確實是 800V 往平價方向去滲透的重要標(biāo)志。

01起亞如何實現(xiàn) 800V 的低成本化

目前 800V 主要的技術(shù)優(yōu)勢是在充電環(huán)節(jié)，Taycan 的充電功率最高為 270 千瓦，22 分鐘內(nèi)充電可將從 5％增至 80％。起亞的設(shè)計目標(biāo)是同時具備高續(xù)航和快充能力，續(xù)航的設(shè)計目標(biāo)是 300 英里（美國 EPA 的考慮）充電按照到 80% SOC 20 分鐘實現(xiàn)設(shè)計。從整體邏輯上來看，這也是現(xiàn)代起亞加入歐洲企業(yè)為主的 Ionity 350kW 快充網(wǎng)絡(luò)的投資建設(shè)，這也代表之前現(xiàn)代起亞的純電動 BEV 的專用平臺是 400V/800V 兼容設(shè)計來考慮的。現(xiàn)代企業(yè)在這個領(lǐng)域要做的事情，其實國內(nèi)在預(yù)研階段，核心的關(guān)鍵是把 800V 系統(tǒng)移植到價格更低的車型上，能否控制成本最重要的工作。兼容性的平臺中價格較低的電動汽車會保留 400V 的架構(gòu)，而高端且價格較高的車型則會提供具備快速充電能力的 800V 系統(tǒng)。

實際上來說，現(xiàn)在充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的提升是這一輪車輛快充的直接推進器。不管是 CCS2.0、Chademo 3.0 和中國的超級，都是把電壓拉上去，電流也拉上去，你怎么選擇電壓平臺怎么去配快充是一個戰(zhàn)略選擇。電流（Tesla）和電壓（Porsche），總是要上一個，否則后續(xù)高端車是完全站不住腳的。

圖 2 充電標(biāo)準(zhǔn)之間的競爭也是存在的，Chademo 3.0 和 CCS2.0 都往下一步再走

02 這個工作該如何展開？

Magna 的工程師寫的一篇文章《Vehicle Design Considerations Enabling High-Performance Charging》有對于 800V 系統(tǒng)如何做的闡述，我們可以從快充和驅(qū)動角度來理解不同的架構(gòu)。類似保時捷這樣一步到位所有高壓電氣的部件全部切換到 800V 的平臺，還有一個 DCDC 升壓的部件來幫助車輛在 400V 充電，對于大部分其他車企來說，要 800V 的特性怎么設(shè)計架構(gòu)就有很大的彈性。 可能并不現(xiàn)實，即使是 Porsche Taycan，其基于 800V 的 350kW 快充也需要在 2021 年才能提供。在此期間，可能有些 800V 的演變架構(gòu)得以過渡使用，以在性能和成本之間取得一個平衡。我們具體來看看這些可能的電氣架構(gòu)：

1） 純 800V 電壓架構(gòu)

這種架構(gòu)以 Taycan 為代表，架構(gòu)上只有兩種電壓級別的器件，800V 高壓和 12V 低壓。直流快充系統(tǒng)，是直接從充電接口進入電池系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)，直接進行充電（這個最高就是 1000V&350A 所能組合出來的效果），OBC 也是直接把交流 220V&380V 拉高到 800V 電壓平臺對電池包進行交流慢充。這種問題的缺點，是在小三電，包括電動壓縮機、DC-DC 和 PTC 等配套高壓電器，全部需要改換為 SiC 的 MOSFET 來做的部件，由于量少所以短期內(nèi)這種架構(gòu)的成本要高得多。從原理上來說，隨著電壓提高一倍，電流的大小降為一半，在同樣的阻抗上，損耗是原來的 1/4，這樣整體的高壓傳導(dǎo)方面可以選擇更細，更輕的材料。

備注：PPE 后續(xù)可能會有 48V 的部分器件加上去，以輔助 12V 配電系統(tǒng)，12V 和 48V 系統(tǒng)在純電動汽車上面會爭奪輔助電壓的平臺，這個是后續(xù)變種中值得關(guān)注的事情。

圖 3 純 800V 的系統(tǒng)

如下圖所示，Taycan 也是這么操作的，兼容 400V 充電的升壓器是這里一個臨時的解決辦法。

圖 4 混合架構(gòu)

這種方式，按照麥格納的工程師的說法，可以獨立出來一個 400V 的接口，整個架構(gòu)設(shè)計和 Taycan 是一樣的。從目前的充電標(biāo)準(zhǔn)，大部分直流充電模塊都可以在 400V 和 800V 兩個檔次根據(jù)車的需求輸出，這種架構(gòu)必然是內(nèi)化的，不需要 2 個充電接口。

圖 5 這個架構(gòu)兩個輸入接口不是調(diào)戲消費者

2） 兩個電池 400V 進行組合使用 采用兩個 400V 的電池組，通過配電盒的設(shè)計可以形成組合使用，充電時兩個電池組串聯(lián)形成 800V 平臺；在 400V 充電或者使用時，使兩者并聯(lián)，切換成 400V 平臺。

圖 6 這個很考驗切換裝置

當(dāng)然這里也可以考慮，就設(shè)計一個 400V 平臺的電池包，通過降壓把 800V 降低到 400V，但是這種設(shè)計沒有實際的可行性，將電壓在高功率充電下，損耗都集中在這個降壓裝置上。 備注：這個有點像是 Prius 的 HEV 的 Boost 的反邏輯，設(shè)計一個高功率的功率電子器件放在車上完全不劃算

圖 7 兩個不太可行的方案

我覺得起亞可能做的方案，是下面這個設(shè)計考慮，800V 的電池包，充電也是 800V，電機也是 800V 級別，但 DCDC，PTC 和壓縮機是 400V 平臺，通過一個 800V 轉(zhuǎn) 400VDC-DC 進行中轉(zhuǎn)，由于功率總體在 10kW 左右，還是存在可行性的。

備注：特別是 Tesla 這樣取消兩個 PTC，只有一個壓縮機的玩法，其實也大差不差了

圖 8 800V 和 400V 混合的方案

小結(jié)：800V 的問題，我覺得主要是在零部件拉動能力上，不管什么樣的架構(gòu)，最終還是零部件企業(yè)本身有嘗試，才能在車企組合時候采用，目前都處在轉(zhuǎn)型期，大家都沒多余的資金去嘗試不可行的方案，情況就是這樣的情況。

編輯：hfy