電子發燒友網報道（文/李寧遠）電動汽車正如火如荼地變革著交通出行，動力總成電氣化、自動化，無人駕駛趨勢，以及全新移動出行業務模式的出現，是塑造未來交通出行轉型的全球三大主流趨勢。這些趨勢都對車輛的電力和電子架構（E/E 架構）產生了極為深遠的影響。

現在的車輛和以前相比，數據量的生成、處理和傳遞完全不在一個數據級，還能通過各種移動通信技術與其他車輛和設施進行通信，并通過OTA更新軟件。同時，電動汽車內的傳輸功率也達到了很高的水平，如今的電動汽車內部的電動機功率已經達到了120kW以上。這些都是電動汽車升級帶來的便利，但仍存有不少不可忽視的障礙。

續航里程焦慮與HPC

就像許多手機用戶會有續航焦慮癥一樣，在電動汽車像智能手機一樣普及的今天，電動汽車的續航里程是否足夠一直是讓許多人心存疑慮的地方。想要延長車輛的續航里程，可以從很多方面進行切入。增加電池尺寸從而增加電池容量以此增強車輛的續航能力自然是其中一種改變。但單純地增加電池容量并不萬能的解決辦法，這需要以不增加充電時間為前提，否則增加電池容量難有足夠的現實意義。

在這種背景下，大功率充電HPC開始被重視起來。目前，大多數電動汽車配備的充電方案均為交流電AC和3.3 kW單相電源或高達22 kW三相AC。一些高端汽車可以提供高達150 kW的DC充電功率，并在沒有可用的直流充電站的情況下使用慢速AC充電作為后備選項。

借助直流快速充電技術以及高達350 kW的大功率直流快充（HPC DC），電動汽車可以實現類似于燃油車的“停車加油”，在短時間內完成充電，駕駛人員的續航里程焦慮也會大大減少，HPC的目標是將支持300 km里程的充電時間壓縮至10分鐘內。

HPC散熱挑戰

汽車工程師協會SAE、CharIN E.V. 、CHAdeMO等多個全球協會、組織都在推進全球新能源汽車的快速充電標準，大功率充電技術雖然前景可期，但是它面臨的挑戰也不少，尤其是在熱管理上的挑戰，大電流帶來的熱損耗和問題非常多而且棘手。所有部件（從連接器到線纜）的電阻都會在大電流下發熱，針對電池在充電期間出現過熱的情況，需要在設計導電元件和確定尺寸時考慮這些熱損失，以免發生過載、過熱或充電電流受控降額等問題。

HPC DC幾乎代表了電動汽車中電氣系統最大的負載狀態，而且在充電時因為汽車處于靜止狀態，沒有可以用于冷卻的對流，過熱問題會進一步惡化。當電流越大時，要想以相同的電壓水平傳輸功率而不會過熱，所需的電纜橫截面積就越大，這也會大大壓縮整車重量和可用空間。

HPC的散熱往往從多個方面同時進行，除了材料本身的散熱之外，還存在熱輻射以及通過冷卻空氣或冷卻劑流動進行散熱的方式。這些散熱方式各自有各自的效果，比如在充電接口處，充電連接器的主動冷卻可以輸送走大量的熱量，所以市面上做HPC快充連接器的廠商很多都在布局液冷技術。

充電連接器廠商如何應對HPC需求

隨著充電功率的上升，為了使現有的直流快充連接器能支持更高的功率水平而不過熱，連接器廠商紛紛在熱建模、仿真技術、材料、冷卻技術上開始創新與突破。

液冷充電槍是目前很流行的降低熱損耗的辦法，國內外很多連接器廠商都在布局這條路線，如四川永貴，國內超級快充的頭部廠商走的就是液冷技術路線，已經實現商業化量產，客戶包括吉利、華為、理想等；日豐股份、中航光電等廠商也都推出或即將量產推出自己的液冷快充連接器。國外廠商以歐美廠商為主在大功率上走得更快，日系偏保守功率沒有拉到很高，比如HARTING作為寶馬和大眾集團的1級供應商目前正在整合液冷與DC快充技術進一步提高功率，菲尼克斯的HPC充電槍具有高精度測溫功能的智能冷卻設計實時監測溫度變化等等。

充電連接器設計只是一方面，更高功率的HPC需要建立在熱建模、仿真技術、材料的創新與突破上。在原始模型開發期間，使用模擬和測試之間的迭代改進模型的代數部分，測試無數條可能存在的負載曲線才能盡可能揭示HPC系統中可以通過設計變更解決的潛在熱瓶頸，建立起更合適的熱系統模型。

小結

高功率和高續航能力一定是未來電動汽車必配功能，這反過來進一步推動了對大容量電池和短充電周期的需要，HPC還會向更高的功率進行突破。只是新的熱建模、新的仿真技術、新的材料、新的冷卻技術、新的電源管理技術等都需要很長時間去摸索。