800V汽车架构升级背后的技术挑战

十年前，“充电五分钟，通话两小时”

这句广告语风靡全国

标志着智能手机快充时代来临

如今，快充早已不再是手机的专利

电动汽车也正在迎来属于它的“超级快充时代”

消费者追求快速充电，而且越快越好。为此，OEM（整车制造商）愈发关注800V汽车架构，基础设施提供商也在升级其充电网络以支持该架构。

然而，进阶至800V并非易事。它要求车企在克服一系列技术挑战的同时，还要确保车辆的安全性、可靠性和成本效益。接下来，让我们一起看看这场升级的背后，所面临的一系列技术挑战。

物理挑战：电流与电压的抉择

要对电动汽车进行更快速地充电，只有两种方法：要么增加电流，要么提高电压。

增加电流：汽车中传输电流的所有线缆和连接器都必须增大尺寸，以便降低电阻。由于热损耗与电流的平方成正比，因此先进的冷却技术也必须加以实施。增大零部件尺寸也会增加重量，进而影响汽车续航里程，并且所有这些因素都会增加材料成本。

提高电压：可以在保持相同功率的前提下降低所需电流，从而实现截然相反的效果，使所有传输电流的部件变得更小、更轻，包括汽车充电所用的线缆、连接器、电机和充电枪。此外，它还能降低热损耗，从而简化热控系统，并缩小冷却泵、冷却压缩机和散热器的尺寸。

不难看出，提高电压的方法对于提高电池充放电功率而言更具成本效益。而在某种程度上，提高电压确实是唯一的选择，因为充电插座的针脚尺寸是固定的，无法加大尺寸来适应更高的电流。

现如今，400V架构是标准配置。对于提供约350A电流的150kW快速充电站，理论上，可以在不到30分钟的时间内将60kWh电动汽车电池的荷电状态从20%提高到80%。因此，将充电时间缩短至15分钟或更短的最直接方法，是将电压加倍至800V，同时保持相同的电流水平，这样总功率便能达到300kW。

设计差异：系统设计深度变革

其实800V电池很少在精确的800V电压下工作，它的工作电压范围在440V至900V之间，这一区间由电池中电芯的数量和类型以及串联数量决定。任一特定时点的电池电压取决于电池的荷电状态：电量越充沛，电压越高。

因此，800V架构的升级也涉及到了整个系统设计的深度变革。

充电线束和动力总成：必须精心设计，以应对高达800V的电压。这意味着，导体之间的距离必须更大，包括爬电距离和电气间隙，从而防止电弧放电。此外，绝缘层必须更厚，不过这些重量和成本远低于其所保护的铜材。

用于电池功率传输的电力电子系统：在400V电压下，硅功率器件可用于电子设备，但高于400V时，其工作效率开始降低。在800V应用中，为了最大程度的降低损耗，必须使用更昂贵的碳化硅（SiC）。

车载充电器：必须设计成能够将低至110V的交流输入，升压至与800V电池相匹配的电压。同样，当只有400V直流快速充电系统时，需要使用一个直流-直流转换器将输入电压升压至与800V电池相匹配的电压。

电力电子器件：必须与电池管理软件通信紧密协作，确定所需的电压设定点和当前的充放电容量，然后利用纳秒级控制技术实时转换电源输入，进而适应电池的宽电压范围，确保即使在面对高达1000V的电压瞬态下，也能安全高效地进行功率转换。

对架构设计进行上述变更后，OEM能在有效管理系统成本的同时，将其车辆的充电速率轻松翻倍。此外，汽车电池也将在800V电压下连续提供高功率，使车辆在连续进行多次高速加速时更加轻松自如。

安波福提供适用于800V应用的优化解决方案，能帮助OEM更好地实现这一目标。凭借在电池管理软件、电力电子系统、高压连接系统和高压汇流排技术等领域的专业知识，我们可提供业内领先的电子电气架构，并覆盖各种电压等级，从而推动电动汽车行业的进一步发展。

800V汽车架构不只是技术层面的升级，更象征着对电动汽车未来潜力的深度挖掘。随着该架构的普及，我们不仅看到了充电时间从半小时锐减至一刻钟的可能，更预见了一个续航无忧、性能卓越的电动出行时代。而安波福作为这一领域的领军者，正以前沿技术和创新解决方案，引领汽车行业向前迈进，加速实现这一美好愿景。