实现800V的低成本化汽车电子解决方案

800V 三电平台，在保时捷的 Taycan 采用以后，总得来说还是处在一个很早期的阶段。目前看下来只有 PPE 的平台会继续扩大对 800V 平台的采用，而后续通用的 800V 纯电皮卡，奔驰、宝马都在这个方向上面会可能投入。而现代起亚预计在 2021 年推出的纯电轿车，从品牌和定价角度，价格不可能和前面几家做成一样，如果这个事情真做成了，确实是 800V 往平价方向去渗透的重要标志。

01起亚如何实现 800V 的低成本化

目前 800V 主要的技术优势是在充电环节，Taycan 的充电功率最高为 270 千瓦，22 分钟内充电可将从 5％增至 80％。起亚的设计目标是同时具备高续航和快充能力，续航的设计目标是 300 英里（美国 EPA 的考虑）充电按照到 80% SOC 20 分钟实现设计。从整体逻辑上来看，这也是现代起亚加入欧洲企业为主的 Ionity 350kW 快充网络的投资建设，这也代表之前现代起亚的纯电动 BEV 的专用平台是 400V/800V 兼容设计来考虑的。现代企业在这个领域要做的事情，其实国内在预研阶段，核心的关键是把 800V 系统移植到价格更低的车型上，能否控制成本最重要的工作。兼容性的平台中价格较低的电动汽车会保留 400V 的架构，而高端且价格较高的车型则会提供具备快速充电能力的 800V 系统。

实际上来说，现在充电设施标准的提升是这一轮车辆快充的直接推进器。不管是 CCS2.0、Chademo 3.0 和中国的超级，都是把电压拉上去，电流也拉上去，你怎么选择电压平台怎么去配快充是一个战略选择。电流（Tesla）和电压（Porsche），总是要上一个，否则后续高端车是完全站不住脚的。

图 2 充电标准之间的竞争也是存在的，Chademo 3.0 和 CCS2.0 都往下一步再走

02 这个工作该如何展开？

Magna 的工程师写的一篇文章《Vehicle Design Considerations Enabling High-Performance Charging》有对于 800V 系统如何做的阐述，我们可以从快充和驱动角度来理解不同的架构。类似保时捷这样一步到位所有高压电气的部件全部切换到 800V 的平台，还有一个 DCDC 升压的部件来帮助车辆在 400V 充电，对于大部分其他车企来说，要 800V 的特性怎么设计架构就有很大的弹性。 可能并不现实，即使是 Porsche Taycan，其基于 800V 的 350kW 快充也需要在 2021 年才能提供。在此期间，可能有些 800V 的演变架构得以过渡使用，以在性能和成本之间取得一个平衡。我们具体来看看这些可能的电气架构：

1） 纯 800V 电压架构

这种架构以 Taycan 为代表，架构上只有两种电压级别的器件，800V 高压和 12V 低压。直流快充系统，是直接从充电接口进入电池系统的电气系统，直接进行充电（这个最高就是 1000V&350A 所能组合出来的效果），OBC 也是直接把交流 220V&380V 拉高到 800V 电压平台对电池包进行交流慢充。这种问题的缺点，是在小三电，包括电动压缩机、DC-DC 和 PTC 等配套高压电器，全部需要改换为 SiC 的 MOSFET 来做的部件，由于量少所以短期内这种架构的成本要高得多。从原理上来说，随着电压提高一倍，电流的大小降为一半，在同样的阻抗上，损耗是原来的 1/4，这样整体的高压传导方面可以选择更细，更轻的材料。

备注：PPE 后续可能会有 48V 的部分器件加上去，以辅助 12V 配电系统，12V 和 48V 系统在纯电动汽车上面会争夺辅助电压的平台，这个是后续变种中值得关注的事情。

图 3 纯 800V 的系统

如下图所示，Taycan 也是这么操作的，兼容 400V 充电的升压器是这里一个临时的解决办法。

图 4 混合架构

这种方式，按照麦格纳的工程师的说法，可以独立出来一个 400V 的接口，整个架构设计和 Taycan 是一样的。从目前的充电标准，大部分直流充电模块都可以在 400V 和 800V 两个档次根据车的需求输出，这种架构必然是内化的，不需要 2 个充电接口。

图 5 这个架构两个输入接口不是调戏消费者

2） 两个电池 400V 进行组合使用 采用两个 400V 的电池组，通过配电盒的设计可以形成组合使用，充电时两个电池组串联形成 800V 平台；在 400V 充电或者使用时，使两者并联，切换成 400V 平台。

图 6 这个很考验切换装置

当然这里也可以考虑，就设计一个 400V 平台的电池包，通过降压把 800V 降低到 400V，但是这种设计没有实际的可行性，将电压在高功率充电下，损耗都集中在这个降压装置上。 备注：这个有点像是 Prius 的 HEV 的 Boost 的反逻辑，设计一个高功率的功率电子器件放在车上完全不划算

图 7 两个不太可行的方案

我觉得起亚可能做的方案，是下面这个设计考虑，800V 的电池包，充电也是 800V，电机也是 800V 级别，但 DCDC，PTC 和压缩机是 400V 平台，通过一个 800V 转 400VDC-DC 进行中转，由于功率总体在 10kW 左右，还是存在可行性的。

备注：特别是 Tesla 这样取消两个 PTC，只有一个压缩机的玩法，其实也大差不差了

图 8 800V 和 400V 混合的方案

小结：800V 的问题，我觉得主要是在零部件拉动能力上，不管什么样的架构，最终还是零部件企业本身有尝试，才能在车企组合时候采用，目前都处在转型期，大家都没多余的资金去尝试不可行的方案，情况就是这样的情况。

编辑：hfy