800V高壓充電的案例
電動汽車800V高壓充電技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢
大眾在power day發(fā)布會上宣布，到2025年，將在中國布設(shè)1.7萬個充電樁，遍布大多數(shù)城市，充電功率120~300kW；特斯拉截止2020年底，己在我國開放充電站
730座，充電網(wǎng)絡(luò)覆蓋300個以上城市，形成了橫跨東西、縱觀南北的充電網(wǎng)絡(luò)，支持250kW的峰值充電功率；以國網(wǎng)為代表的充電樁企業(yè)在2020年己建成采用ChaoJi技術(shù)的大功率充電示范站，完成了技術(shù)儲備，一旦大功率充電標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布，即具備大規(guī)模具備的條件，相信在大功率充電車輛普及之時，超充樁會早一步完成產(chǎn)業(yè)布局。
2.3大功率充電行業(yè)動態(tài)
圖4所示為己發(fā)布搭載大功率充電的OEM信息。到2022年，搭載大功率充電技術(shù)的OEM將逐漸增多，且搭載該技術(shù)的品牌也有從高端逐漸往普通品牌下沉的趨勢。
其中，特斯拉大功率充電技術(shù)路線為在400V電壓平臺基礎(chǔ)上提升充電電流的方案·以比亞迪為代表的部分車企在保持250A電流邊界下提高整車電壓平臺；其余大部分品牌在提高電壓平臺的同時，增大了充電電流，以便支持更大的充電功率。
3技術(shù)解決方案
3.1大功率充電高壓系統(tǒng)解決方案
行業(yè)六種大功率充電系統(tǒng)解決方案見表10方案一為全400V（低電壓平臺）系統(tǒng)＋升流方案，方案二為全800V（高電壓平臺）系統(tǒng)方案，方案三為在方案二基礎(chǔ)上增加DC升壓模塊，以兼容市場上最大輸出電壓為500V以下的充電樁充電；方案四、方案五為部分800V＋保留部分400V方案，充電時使用800V電壓充電，放電時部分負(fù)載在800V下工作，部分負(fù)載在400V電壓下工作；方案六則實現(xiàn)電池包在400V與800V電壓間切換，充電時為了提升充電功率將電池包電壓切換為800V，放電時切換為400V放電。對應(yīng)地，六種大功率充電系統(tǒng)解決方案高壓架構(gòu)見表2。
展開 800V高壓系統(tǒng)的驅(qū)動力和系統(tǒng)架構(gòu)分析——為什么是800V高壓系統(tǒng)？
但“長途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當(dāng)下新能源汽車消費者兩大痛點，為了延長續(xù)航里程，各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術(shù)方案，并且提供快充方案能有效的解決充電及續(xù)航焦慮，新能源汽車800V高壓系統(tǒng)技術(shù)由此應(yīng)運而生。
什么是
800V高壓系統(tǒng)?
800V高壓系統(tǒng)的稱呼源自于整車電氣角度。當(dāng)前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，籠統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)；而伴隨著快充應(yīng)用，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550-930V，取中間值800V，可籠統(tǒng)稱之為800V系統(tǒng)。
800V高壓系統(tǒng)的典型特征在于電壓平臺。快充技術(shù)的核心在于提高整車充電功率，要提高整車充電功率，技術(shù)手段上要么加大充電流要么提高充電電壓，充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發(fā)熱量以及更多附屬設(shè)備瓶頸，而充電電壓提升則有更大的設(shè)計自由度，這直接推動了400V電壓平臺向800V電壓平臺轉(zhuǎn)換。
800V高壓系統(tǒng)長什么樣，什么性能？我們可以從已經(jīng)批產(chǎn)的幾款800V電動汽車中一窺真容。
2019 年 4 月保時捷 Taycan Turbo S 全球首發(fā)，800V全球首款純電動車型誕生。性能上，最大充電功率可達(dá)320kW即一般120kW快充樁的2~3倍；高壓動力電池，前驅(qū)動電機，后驅(qū)動電機，車載充電機和PTC部件均采用了800V電壓平臺。
2020 年 12 月 2 日，現(xiàn)代汽車集團全球首發(fā)了全新電動汽車專用平臺 “E-GMP”, 該平臺同樣可以實現(xiàn)800V功能。
展開 電動汽車800V高壓充電技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢
出于對充電速度和持續(xù)性能的追求，Taycan率先量產(chǎn)了800V電壓平臺，但作為“先行者”，保時捷也承擔(dān)了相應(yīng)的開發(fā)風(fēng)險和挑戰(zhàn)，受限于各零部件開發(fā)進度的不同，最初的Taycan并沒有拿出一個完全由800V用電器組成的電壓平臺，并在電池的快充速度上進行了一定的妥協(xié)和讓步。
不惜在車上增加如此復(fù)雜的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，保時捷Taycan最主要的目的就是要縮短用戶在充電上付出的時間成本。而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進步之后，保時捷Taycan及其后續(xù)車型還有望在350kW充電功率的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)掘出800V電壓平臺的潛力。
如果對于你來說，保時捷Taycan有些高不可攀，別急，高電壓平臺技術(shù)也在覆蓋更多平民車型。現(xiàn)代汽車就在其E-GMP平臺上使用了800V電壓平臺，基于此平臺開發(fā)的IONIQ（艾尼氪）5已經(jīng)完成亮相。
奔馳的EVA平臺、通用的第三代純電動平臺、捷豹路虎的電氣化平臺，也都紛紛選擇了800V作為車輛的運行電壓。此外，雖然MEB平臺的車型才上市不久，但大眾也迫不及待地提出了Trinity項目，預(yù)計將于2026年應(yīng)用800V超充技術(shù)。
國內(nèi)方面，比亞迪是較早布局相關(guān)技術(shù)的廠商。借助高壓IGBT方案，比亞迪將e平臺旗下車型的電壓提升至了600V以上，唐新能源更是達(dá)到了700V。
此前專注于增程式方案的理想汽車，也計劃在高壓純電動平臺上推出多款純電動車型，通過對400kW充電樁的支持，實現(xiàn)10分鐘提升300-500km續(xù)航的補能速度。可以說，國內(nèi)廠商在高電壓平臺方向上的開發(fā)工作也并不落后。
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出于對充電速度和持續(xù)性能的追求，Taycan率先量產(chǎn)了800V電壓平臺，但作為“先行者”，保時捷也承擔(dān)了相應(yīng)的開發(fā)風(fēng)險和挑戰(zhàn)，受限于各零部件開發(fā)進度的不同，最初的Taycan并沒有拿出一個完全由800V用電器組成的電壓平臺，并在電池的快充速度上進行了一定的妥協(xié)和讓步。
不惜在車上增加如此復(fù)雜的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，保時捷Taycan最主要的目的就是要縮短用戶在充電上付出的時間成本。而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進步之后，保時捷Taycan及其后續(xù)車型還有望在350kW充電功率的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)掘出800V電壓平臺的潛力。
如果對于你來說，保時捷Taycan有些高不可攀，別急，高電壓平臺技術(shù)也在覆蓋更多平民車型。現(xiàn)代汽車就在其E-GMP平臺上使用了800V電壓平臺，基于此平臺開發(fā)的IONIQ（艾尼氪）5已經(jīng)完成亮相。
奔馳的EVA平臺、通用的第三代純電動平臺、捷豹路虎的電氣化平臺，也都紛紛選擇了800V作為車輛的運行電壓。此外，雖然MEB平臺的車型才上市不久，但大眾也迫不及待地提出了Trinity項目，預(yù)計將于2026年應(yīng)用800V超充技術(shù)。
國內(nèi)方面，比亞迪是較早布局相關(guān)技術(shù)的廠商。借助高壓IGBT方案，比亞迪將e平臺旗下車型的電壓提升至了600V以上，唐新能源更是達(dá)到了700V。
此前專注于增程式方案的理想汽車，也計劃在高壓純電動平臺上推出多款純電動車型，通過對400kW充電樁的支持，實現(xiàn)10分鐘提升300-500km續(xù)航的補能速度。可以說，國內(nèi)廠商在高電壓平臺方向上的開發(fā)工作也并不落后。
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電動汽車800V高壓充電技術(shù)現(xiàn)狀及趨勢
出于對充電速度和持續(xù)性能的追求，Taycan率先量產(chǎn)了800V電壓平臺，但作為“先行者”，保時捷也承擔(dān)了相應(yīng)的開發(fā)風(fēng)險和挑戰(zhàn)，受限于各零部件開發(fā)進度的不同，最初的Taycan并沒有拿出一個完全由800V用電器組成的電壓平臺，并在電池的快充速度上進行了一定的妥協(xié)和讓步。
不惜在車上增加如此復(fù)雜的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，保時捷Taycan最主要的目的就是要縮短用戶在充電上付出的時間成本。而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進步之后，保時捷Taycan及其后續(xù)車型還有望在350kW充電功率的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)掘出800V電壓平臺的潛力。
如果對于你來說，保時捷Taycan有些高不可攀，別急，高電壓平臺技術(shù)也在覆蓋更多平民車型。現(xiàn)代汽車就在其E-GMP平臺上使用了800V電壓平臺，基于此平臺開發(fā)的IONIQ（艾尼氪）5已經(jīng)完成亮相。
奔馳的EVA平臺、通用的第三代純電動平臺、捷豹路虎的電氣化平臺，也都紛紛選擇了800V作為車輛的運行電壓。此外，雖然MEB平臺的車型才上市不久，但大眾也迫不及待地提出了Trinity項目，預(yù)計將于2026年應(yīng)用800V超充技術(shù)。
國內(nèi)方面，比亞迪是較早布局相關(guān)技術(shù)的廠商。借助高壓IGBT方案，比亞迪將e平臺旗下車型的電壓提升至了600V以上，唐新能源更是達(dá)到了700V。
此前專注于增程式方案的理想汽車，也計劃在高壓純電動平臺上推出多款純電動車型，通過對400kW充電樁的支持，實現(xiàn)10分鐘提升300-500km續(xù)航的補能速度。可以說，國內(nèi)廠商在高電壓平臺方向上的開發(fā)工作也并不落后。
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而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進步之后，保時捷Taycan及其后續(xù)車型還有望在350kW充電功率的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)掘出800V電壓平臺的潛力。
如果對于你來說，保時捷Taycan有些高不可攀，別急，高電壓平臺技術(shù)也在覆蓋更多平民車型。現(xiàn)代汽車就在其E-GMP平臺上使用了800V電壓平臺，基于此平臺開發(fā)的IONIQ（艾尼氪）5已經(jīng)完成亮相。
奔馳的EVA平臺、通用的第三代純電動平臺、捷豹路虎的電氣化平臺，也都紛紛選擇了800V作為車輛的運行電壓。此外，雖然MEB平臺的車型才上市不久，但大眾也迫不及待地提出了Trinity項目，預(yù)計將于2026年應(yīng)用800V超充技術(shù)。
國內(nèi)方面，比亞迪是較早布局相關(guān)技術(shù)的廠商。借助高壓IGBT方案，比亞迪將e平臺旗下車型的電壓提升至了600V以上，唐新能源更是達(dá)到了700V。
此前專注于增程式方案的理想汽車，也計劃在高壓純電動平臺上推出多款純電動車型，通過對400kW充電樁的支持，實現(xiàn)10分鐘提升300-500km續(xù)航的補能速度。可以說，國內(nèi)廠商在高電壓平臺方向上的開發(fā)工作也并不落后。
前景很美好但距離很遙遠(yuǎn)
雖然高電壓平臺+超級充電樁技術(shù)的發(fā)展，為電動車描繪出了一個美好的未來，但在落地推廣的層面，還是陷入了“先有雞還是先有蛋”的爭執(zhí)中。
對于整車廠來說，在沒有基礎(chǔ)設(shè)施配套的前提下，推出一款高電壓平臺的產(chǎn)品仍將使用戶面臨充電困難的問題。
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雖然在動力、噪音、使用成本等方面電動車已經(jīng)甩開燃油車一個身位，隨著續(xù)航超過1000km的車型陸續(xù)亮相續(xù)航焦慮也得到了很大程度的緩解，但充電慢、充電難依舊是電動車無法顛覆燃油車的“阿喀琉斯之踵”。為了解決這一問題，高電壓平臺技術(shù)和與之配套的超級充電樁是目前最被看好的解決方案之一。那么，電壓平臺升高的量變?nèi)绾问闺妱榆噷崿F(xiàn)便利性媲美燃油車的質(zhì)變，距離這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用又還有多長的路要走呢？
堪稱電動車領(lǐng)域的“新基建”
受限于硅基IGBT功率元器件的耐壓能力，之前電動車高壓系統(tǒng)普遍采用的是400V電壓平臺。基于該電壓平臺的充電樁中，充電功率最大的是特斯拉第三代超級充電樁，達(dá)到了250kW，工作電流的峰值接近600A。如果想要進一步提高充電功率、縮短充電時間，就需要將電壓平臺從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，來實現(xiàn)高壓系統(tǒng)的擴容。
800V電壓平臺搭配350kW超級充電樁所能實現(xiàn)的充電速度，不僅比目前常見的120kW直流快充樁要快上很多，更逐步接近傳統(tǒng)燃油車在加油站加油的使用體驗了，尤其對于沒有家用充電樁安裝條件、充電依賴公共充電設(shè)施的用戶來說是一大利好。而根據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，在我國超級充電樁國標(biāo)落地后，充電樁的最大充電功率有望達(dá)到600kW以上，“充電五分鐘、續(xù)航200公里”也將從一句玩笑變成現(xiàn)實。到那時，你還會擔(dān)心電動車的充電問題嗎？
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而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進步之后，保時捷Taycan及其后續(xù)車型還有望在350kW充電功率的基礎(chǔ)上，進一步發(fā)掘出800V電壓平臺的潛力。
如果對于你來說，保時捷Taycan有些高不可攀，別急，高電壓平臺技術(shù)也在覆蓋更多平民車型。現(xiàn)代汽車就在其E-GMP平臺上使用了800V電壓平臺，基于此平臺開發(fā)的IONIQ（艾尼氪）5已經(jīng)完成亮相。
奔馳的EVA平臺、通用的第三代純電動平臺、捷豹路虎的電氣化平臺，也都紛紛選擇了800V作為車輛的運行電壓。此外，雖然MEB平臺的車型才上市不久，但大眾也迫不及待地提出了Trinity項目，預(yù)計將于2026年應(yīng)用800V超充技術(shù)。
國內(nèi)方面，比亞迪是較早布局相關(guān)技術(shù)的廠商。借助高壓IGBT方案，比亞迪將e平臺旗下車型的電壓提升至了600V以上，唐新能源更是達(dá)到了700V。
此前專注于增程式方案的理想汽車，也計劃在高壓純電動平臺上推出多款純電動車型，通過對400kW充電樁的支持，實現(xiàn)10分鐘提升300-500km續(xù)航的補能速度。可以說，國內(nèi)廠商在高電壓平臺方向上的開發(fā)工作也并不落后。
前景很美好但距離很遙遠(yuǎn)
雖然高電壓平臺+超級充電樁技術(shù)的發(fā)展，為電動車描繪出了一個美好的未來，但在落地推廣的層面，還是陷入了“先有雞還是先有蛋”的爭執(zhí)中。
對于整車廠來說，在沒有基礎(chǔ)設(shè)施配套的前提下，推出一款高電壓平臺的產(chǎn)品仍將使用戶面臨充電困難的問題。
展開 電動汽車的800V高壓平臺
即將到來的2022年，即將成為800V高壓快充元年，各家主機廠紛紛布局。
目前小鵬汽車、廣汽埃安、比亞迪e平臺、吉利極氪、理想汽車、北汽極狐等車企已經(jīng)布局了 800V快充技術(shù)。
800V高壓平臺解決續(xù)航、充電焦慮問題
電車電動車 800V 高壓平臺正逐步落地。
因動力源差異，燃油車和電動車的電壓平臺差異大。燃油車動力源來自內(nèi)燃機，車用電器對輸出功率要求不高，低電壓平臺即可滿足：1918 年，蓄電池首次引入汽車；1920年得到普及，電壓僅為6V。隨著車載電器增多，車企相繼推出12V-48V等系統(tǒng)，適配以內(nèi)燃機為主要動力源的車型。
而純電車型動力源是電機和電池，需要較大的輸入/輸出功率，車內(nèi)電壓平臺通常高于燃油車。純電乘用車電壓通常在200-400V 之間。
400V高壓系統(tǒng)通常包括：電池、電機、電控、充電機（OBC）、高低壓轉(zhuǎn)換器（DC/DC）、高壓控制盒(PDU)、連接器及線束、電機/電池?zé)峁芾硐嚓P(guān)零部件。從核心部件功能上看：
1）電池是所有電器的供電單元，PDU對電池、電路起保護作用；
2）驅(qū)動電機及控制器是動力源，將電能轉(zhuǎn)化為機械能；
3）DC/DC 對高低壓進行轉(zhuǎn)化，滿足車內(nèi)低電壓器件用電需求；
4）OBC 將充電樁的交流電轉(zhuǎn)換成直流電進而通過分線盒給電池充電。
400V電子電器架構(gòu)
800V電子電器架構(gòu)
800V高壓平臺車型出現(xiàn)后 ， 國內(nèi)車企從技術(shù)迭代角度開始進跟進800V架構(gòu) 。保時捷Taycan是首款800V高壓平臺的量產(chǎn)車型，已將最大充電功率提升至 350KW，可以在大約23分鐘內(nèi)，把動力電池從5%充至80%，相當(dāng)于300公里的續(xù)航能力。
展開 激光雷達(dá)/800V高壓/CTC電池…透過2021十大新技術(shù)看到智能汽車的未來！
越來越多的車企也開始布局 800V 高壓平臺：
比亞迪：全新 e 平臺 3.0，搭載 800V 高壓充電技術(shù)，實現(xiàn)充電 5 分鐘，續(xù)航 150 公里；
華為：計劃今年落地 750V 、 200kW 的 FC1 閃充方案，充電 15min 可實現(xiàn) 30%-80%SOC，2023 年落地 1000V 、 400kW FC2 閃充方案；
極氪：所使用的 SEA 浩瀚智能進化體驗架構(gòu)，可匹配 800V 電壓平臺，支持 360kW 超級快充；
嵐圖：布局 800V 高壓快充，最高支持 350kW 的超級快充，充電 10 分鐘行駛 400 公里；
極星：800V 正在規(guī)劃中；
理想：2023 年發(fā)布的純電車型將采用 800V 架構(gòu)，將充電時間縮短至 10-15 分鐘；
廣汽埃安：發(fā)布 880V 高電壓平臺，實現(xiàn)最大充電功率可能達(dá)到 480kW，實車搭載測試中，電量從 30% 充到 80% 只用了不到 5 分鐘（4 分 50 秒）；
小鵬：小鵬期望在中國首個量產(chǎn) 800V 高壓 Sic 平臺，實現(xiàn)充電 5 分鐘，續(xù)航 200 公里。
……
不過要補充的一點是，現(xiàn)階段 800V 高壓平臺的相關(guān)供應(yīng)鏈尚未成熟。大部分高壓部件還是適配的 400V 平臺，不過，隨著越來越多車廠轉(zhuǎn)向 800V 平臺，與之配套的供應(yīng)鏈體系也會很會建立起來。
展開 800V高壓對電機的影響
前言
800V電驅(qū)動是一個系統(tǒng)性的話題，對于電機而言，挑戰(zhàn)的方向主要圍繞高速、壓、散熱，對于量產(chǎn)而言，小型化和低成本也是考量的一個方面。對于高壓部分而言，最直接的影響便是軸承電腐蝕和定子繞組耐壓能力。
問題的來源
電驅(qū)系統(tǒng)采用PWM控制電路，實際工作中由于高壓電回路中存在雜散電感，而在二極管關(guān)閉的過程中，雜散電感因變化的電流會產(chǎn)生感應(yīng)電壓，即電壓振蕩。
下圖為下圖為典型的雙電極電壓（極性從正極到負(fù)極交替變化的電壓）沖擊圖
圖源：公眾號：調(diào)皮的JINX
參數(shù)解釋：
Va：穩(wěn)態(tài)沖擊電壓，對應(yīng)直流電路電壓Vdc
Vp：峰值電壓
Vos：過沖電壓，即電壓振蕩，計算公式為Vos=L*di/dt
相比400V的硅基IGBT產(chǎn)品，800V產(chǎn)品不僅電壓平臺提升，處于效率考量通常會采用碳化硅基MOSFET。di/dt值更高，電壓振蕩幅度也更大。電壓振蕩幅度變大會帶來兩個問題，軸承電腐蝕和繞組局部放電。
軸承電腐蝕
軸電流的形成
由于電機繞組中性點電壓在任意時刻都不為零，在PWM變頻供電時，定子繞組與殼體、定子繞組與轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子與定子鐵心以及軸承形成共模通路的等效電路，即共模電壓。共模電壓的值與電機母線電壓成正比，頻率受逆變器載波頻率影響。
來源：《基于PWM逆變器供電軸電流問題的交流電機》
對于軸承而言，作為等效電路的一部分，等比例形成對地電壓。在軸承油膜完好的情況下，軸承對地電壓和電機共模電壓之比定義為BVR。
展開 
電動汽車的800V高壓平臺技術(shù)
800V平臺下，涉及高壓系統(tǒng)部件都需升級
400V與800V 電壓下整車系統(tǒng)架構(gòu)基本一致，或增電源部件。高壓電氣系統(tǒng)下400V與800V拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本一致，沒有太大變化。但若800V電壓平臺的電車能夠使用之前400V的直流快充樁，則需要在車端增加額外的DC/DC轉(zhuǎn)換器進行升壓，達(dá)到800V及以上才能夠?qū)恿﹄姵剡M行充電。在800V的情況下，整車成本及充電裝置將會更昂貴，800V部件在應(yīng)用初期更適用于高檔跑車/SUV 等，中低端車型在較長時間內(nèi)采取400V電壓平臺仍將是較為經(jīng)濟的選擇。
此外高壓零部件及元器件需更提升耐壓等級，要求明顯提升。
除去可能新增 DC/DC升壓部件之外，在原本的整車高壓電氣架構(gòu)中直接與高壓系統(tǒng)直接連接的子系統(tǒng)部件如：動力電池系統(tǒng)、動力系統(tǒng)（電機、電機控制器）、電源系統(tǒng)（ DC/DC 、 OBC 、 PDU ）以及車內(nèi)的空調(diào)壓縮機、加熱系統(tǒng)等需要提升部件耐壓等級。在這些子系統(tǒng)部件提升耐壓等級從400V平臺升至800V平臺后，其所采用的元器件及材料如：線纜、連接器、繼電器、保險絲、電容、電阻、電感及功率半導(dǎo)體等耐壓等級需提升至800V及以上。
展開 Polestar丨475kW-800V高壓系統(tǒng)
據(jù)相關(guān)媒體報道，Polestar （極星）正在開發(fā)具有 800 V系統(tǒng)的新型電動機和電池組。由 Polestar 獨家使用的驅(qū)動系統(tǒng)可能會在 Polestar 5 上首次亮相。
polestar-p10構(gòu)架
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盤點丨整車800V高壓平臺及SiC應(yīng)用
來源： 天風(fēng)汽車，網(wǎng)絡(luò)
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800V高壓DCAC驅(qū)動板IGBT的熱仿真 ￥30
一.技術(shù)參數(shù)
1.分析類型：穩(wěn)態(tài)熱仿真
2.材料：Cooler：ADC12
3.邊界條件：Ambient temperature：85℃
Cooler face temperature:75℃
Air Convention:10W/(m2·K)
4.載荷：IGBT PowerLoss=30W/chip
Diode PowerLoss=10W/chip
二.仿真模型
三.仿真結(jié)果
