800V汽車架構升級背后的技術挑戰(zhàn)

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電動汽車也正在迎來屬于它的“超級快充時代”

消費者追求快速充電，而且越快越好。為此，OEM（整車制造商）愈發(fā)關注800V汽車架構，基礎設施提供商也在升級其充電網絡以支持該架構。

然而，進階至800V并非易事。它要求車企在克服一系列技術挑戰(zhàn)的同時，還要確保車輛的安全性、可靠性和成本效益。接下來，讓我們一起看看這場升級的背后，所面臨的一系列技術挑戰(zhàn)。

物理挑戰(zhàn)：電流與電壓的抉擇

要對電動汽車進行更快速地充電，只有兩種方法：要么增加電流，要么提高電壓。

增加電流：汽車中傳輸電流的所有線纜和連接器都必須增大尺寸，以便降低電阻。由于熱損耗與電流的平方成正比，因此先進的冷卻技術也必須加以實施。增大零部件尺寸也會增加重量，進而影響汽車續(xù)航里程，并且所有這些因素都會增加材料成本。

提高電壓：可以在保持相同功率的前提下降低所需電流，從而實現(xiàn)截然相反的效果，使所有傳輸電流的部件變得更小、更輕，包括汽車充電所用的線纜、連接器、電機和充電槍。此外，它還能降低熱損耗，從而簡化熱控系統(tǒng)，并縮小冷卻泵、冷卻壓縮機和散熱器的尺寸。

不難看出，提高電壓的方法對于提高電池充放電功率而言更具成本效益。而在某種程度上，提高電壓確實是唯一的選擇，因為充電插座的針腳尺寸是固定的，無法加大尺寸來適應更高的電流。

現(xiàn)如今，400V架構是標準配置。對于提供約350A電流的150kW快速充電站，理論上，可以在不到30分鐘的時間內將60kWh電動汽車電池的荷電狀態(tài)從20%提高到80%。因此，將充電時間縮短至15分鐘或更短的最直接方法，是將電壓加倍至800V，同時保持相同的電流水平，這樣總功率便能達到300kW。

設計差異：系統(tǒng)設計深度變革

其實800V電池很少在精確的800V電壓下工作，它的工作電壓范圍在440V至900V之間，這一區(qū)間由電池中電芯的數(shù)量和類型以及串聯(lián)數(shù)量決定。任一特定時點的電池電壓取決于電池的荷電狀態(tài)：電量越充沛，電壓越高。

因此，800V架構的升級也涉及到了整個系統(tǒng)設計的深度變革。

充電線束和動力總成：必須精心設計，以應對高達800V的電壓。這意味著，導體之間的距離必須更大，包括爬電距離和電氣間隙，從而防止電弧放電。此外，絕緣層必須更厚，不過這些重量和成本遠低于其所保護的銅材。

用于電池功率傳輸?shù)?a target="_blank">電力電子系統(tǒng)：在400V電壓下，硅功率器件可用于電子設備，但高于400V時，其工作效率開始降低。在800V應用中，為了最大程度的降低損耗，必須使用更昂貴的碳化硅（SiC）。

車載充電器：必須設計成能夠將低至110V的交流輸入，升壓至與800V電池相匹配的電壓。同樣，當只有400V直流快速充電系統(tǒng)時，需要使用一個直流-直流轉換器將輸入電壓升壓至與800V電池相匹配的電壓。

電力電子器件：必須與電池管理軟件通信緊密協(xié)作，確定所需的電壓設定點和當前的充放電容量，然后利用納秒級控制技術實時轉換電源輸入，進而適應電池的寬電壓范圍，確保即使在面對高達1000V的電壓瞬態(tài)下，也能安全高效地進行功率轉換。

對架構設計進行上述變更后，OEM能在有效管理系統(tǒng)成本的同時，將其車輛的充電速率輕松翻倍。此外，汽車電池也將在800V電壓下連續(xù)提供高功率，使車輛在連續(xù)進行多次高速加速時更加輕松自如。

安波福提供適用于800V應用的優(yōu)化解決方案，能幫助OEM更好地實現(xiàn)這一目標。憑借在電池管理軟件、電力電子系統(tǒng)、高壓連接系統(tǒng)和高壓匯流排技術等領域的專業(yè)知識，我們可提供業(yè)內領先的電子電氣架構，并覆蓋各種電壓等級，從而推動電動汽車行業(yè)的進一步發(fā)展。

800V汽車架構不只是技術層面的升級，更象征著對電動汽車未來潛力的深度挖掘。隨著該架構的普及，我們不僅看到了充電時間從半小時銳減至一刻鐘的可能，更預見了一個續(xù)航無憂、性能卓越的電動出行時代。而安波福作為這一領域的領軍者，正以前沿技術和創(chuàng)新解決方案，引領汽車行業(yè)向前邁進，加速實現(xiàn)這一美好愿景。