作者| Sherlock Wan

背景：

當下隨著搭載800V系統平臺的車輛逐步推出和普及，800V電壓系統和傳統的400V電壓相比，一系列新的挑戰也逐步被人關注，本文將從整車的不同系統做一些分析和比較。我們現在一提到到800V ，有很多人會聯想到“800V快充”、“碳化硅電驅”等等，我們需要了解的是，800V快充或者超充只是800V高壓平臺中的一個系統，我們可以把從充電設施端到整車端分成：充電系統、電池系統、驅動電控系統、輔助單元系統等，800V的平臺是需要這些分散的系統都要在同一個電壓平臺下工作。

800V充電 “充電基本原理”

本文主要聊聊800V充電樁的一些初步要求，先看看充電的原理：當充電槍頭連接到車輛端時，充電樁將向車輛端提供 ①低壓輔助直流電源，以激活電動汽車內置的BMS（電池管理系統），激活后，②將車端連接到樁端，交換車端最大充電需求功率和樁端最大輸出功率等基本充電參數，雙方匹配正確后，車端的BMS（電池管理系統）會向充電樁發送電力需求信息，充電樁會根據這些信息調整自身的輸出電壓和電流，正式開始給車輛充電，這是充電連接的基本原理，我們有必要先熟悉。

800V充電：“提升電壓還是電流”

理論上，我們要想提供充電功率縮短充電時間，通常有2種辦法：要么你提升電池，要么提升電壓；根據W=Pt，如果充電功率增加一倍，那充電時間自然將減半;根據P=UI，如果電壓或電流加倍，充電功率可以加倍，這個已經被反復的提及，也算常識了。

如果電流越大，會出現2個問題，電流越大，要求載流的電纜越大越笨重，這樣會增加線徑和重量，會增加成本，同時也不便于人員作業；另外根據Q=I2Rt，如果電流越高，功率損耗越大，損耗以熱量的形式反映出來，也增加了熱管理的壓力，所以毫無疑問，通過不斷增加電流的方式實現充電功率增加是不可取的，無論是充電還是車內驅動系統都不可取。

與大電流快充相比，高壓快充產生的熱量更少，損耗更低，目前幾乎主流車企都采用了提高電壓的路線,在高壓快充情況下，理論上充電時間可以縮短50%，電壓的提升也可以很容易把充電功率從120KW拉升到480KW。

800V充電：“電壓和電流對應的熱效應”

但是無論是提高電壓還是提高電流，首先隨著你的充電功率的提升，你的熱量都會出現，但是提高電壓和提高電流的熱表現形式是不一樣的，一個更快一些對電池的影響也比較大一些，一個相對慢一些但是熱隱蔽性比較明顯上限也比較明顯。但是相比而言前者更可取。

由于電流在通過導體時遇到的電阻較低，提高電壓方法減小了所需的電纜尺寸，要散發的熱量更少，而提升電流的同時，載流截面積的增加導致外徑較大電纜重量較大，同時隨著充電時間的拉長熱會慢慢提升，更有隱蔽性，這種方式對電池是有較大的風險的。

800V充電：“充電樁一些直接的挑戰”

800V快充在樁端也有一些不同的要求：

如果從物理層面來看，隨著電壓的提升，相關器件的設計尺寸勢必是會增大的，比如按照IEC60664里污染等級為2絕緣材料組為1的高壓器件距離是需要從2mm到4mm的，同樣絕緣電阻要求也會增加，差不多爬電距離和絕緣要求都是需要增加一倍的，這需要在設計上較之前的電壓體系設計重新設計相關的器件尺寸，包括連接器、銅排、接頭等，另外電壓的提升也會導致滅弧的要求變的更高，需要對一些器件如保險絲、開關盒、連接器等提高要求，這些要求同樣適用于車內的設計，后續文章會提及到。

高壓800V充電系統如上所說的 需要增加外部主動的液冷系統，傳統風冷無論是主動還是被動冷卻均無法滿足要求，對于充電樁槍線到車端的熱管理也比以往要求更高，并且這部分系統溫度如何從器件層級和系統層級來降低和控制是未來一段時間各家要去提升和解決的點；另外這部分熱不僅僅是過充帶來的熱量，同時也疊加了高頻功率器件帶來的熱量，所以如何做到實時監控并且穩定有效安全的把熱量帶走是非常重要的，這個里面不僅僅有材料的突破，還有系統的檢測，比如充電溫度實時有效的監測等

目前市面上的直流充電樁輸出電壓基本上都是400V，無法直接給800V的動力電池充電，因此需要一個額外的升壓DCDC產品將400V電壓升至800V后，再對電池進行充電，這需要更高的功率高頻開轉換，采用碳化硅替代傳統的IGBT的模塊是目前主流的選擇方式，雖然碳化硅模塊可以增加充電樁的輸出功率，并且減少損耗，但是成本也上升很多，而且對EMC的要求也更高。

總結下來。基本上電壓的提升會在系統層級和器件層級需要提升，系統層面包括熱管理系統、充電保護系統等，器件層級包括一些磁性器件和功率型器件的提升等。

審核編輯：黃飛