- 關(guān)于電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升壓充電技術(shù)的解析- 原創(chuàng)文章，非授權(quán)不得轉(zhuǎn)載- 本篇為節(jié)選，完整內(nèi)容會(huì)在知識(shí)星球發(fā)布，歡迎學(xué)習(xí)、交流

導(dǎo)語：隨著電動(dòng)汽車 800V 系統(tǒng)逐漸成為主流，充電基礎(chǔ)設(shè)施兼容性問題凸顯，800V 電動(dòng)汽車與 400V 充電樁不兼容現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。當(dāng)前充電基礎(chǔ)設(shè)施正朝著更高電壓等級(jí)邁進(jìn)，不過從消費(fèi)者充電便利性考慮，支持 400V 充電樁仍有必要。為此，業(yè)界采用多種升壓充電技術(shù)方案，其中復(fù)用電機(jī)和驅(qū)動(dòng) boost 升壓方案因成本優(yōu)勢備受關(guān)注。

今天，我們將深入剖析這一話題，從基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀到三種升壓技術(shù)路線、從升壓原理到4種典型案例說明、從電路拓?fù)?/strong>到控制方法。希望通過多維度的探討，能全面系統(tǒng)的梳理清楚電動(dòng)汽車升壓充電技術(shù)。主要回答下面幾個(gè)關(guān)鍵問題：

電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施面臨怎樣的兼容性問題？

市場上直流充電樁電壓等級(jí)分布及發(fā)展趨勢如何？

業(yè)界解決兼容性問題的升壓充電技術(shù)方案有哪些？

復(fù)用電機(jī)和驅(qū)動(dòng) boost 升壓方案的電路拓?fù)浜涂刂品椒ㄊ窃鯓拥模?/strong>

目錄

1. 充電基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性問題

2. 充電基礎(chǔ)設(shè)施現(xiàn)狀

3. 升壓充電技術(shù)的三種方案

3.1 方案一：獨(dú)立式

3.2 方案二：切換式

3.3 方案三：復(fù)用式

4. 三種主流的驅(qū)動(dòng)復(fù)用升壓電路拓?fù)?/strong>(知識(shí)星球發(fā)布)

4.1 Boost原理

4.2 比亞迪方案

4.3 華為方案

4.4 現(xiàn)代方案

4.5 小鵬方案

5. 控制方法(知識(shí)星球發(fā)布)

5.1 電機(jī)的零扭矩

5.2 電感的優(yōu)選

01

充電基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性問題

隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，800V系統(tǒng)憑借其出色的性能和快速補(bǔ)能的優(yōu)勢，正逐步成為市場的主流選擇。如今，越來越多的電動(dòng)汽車開始搭載這一高壓系統(tǒng)，其在市場中的占比也呈現(xiàn)出穩(wěn)步上升的趨勢。不過，在800V系統(tǒng)逐漸取代傳統(tǒng)400V系統(tǒng)的進(jìn)程中，充電基礎(chǔ)設(shè)施的兼容性問題開始逐漸顯現(xiàn)。

以鴻蒙智行的某幾款車型為例，有車主反映，在使用官方推薦的750V以上的高壓直流充電樁進(jìn)行充電時(shí)一切正常，但若使用500V的低壓直流樁，就可能會(huì)出現(xiàn)不兼容甚至無法充電的情況。這一現(xiàn)象凸顯了當(dāng)前充電基礎(chǔ)設(shè)施在應(yīng)對高壓系統(tǒng)時(shí)的挑戰(zhàn)。

目前，市場上主流的直流充電樁主要提供三個(gè)電壓等級(jí)的輸出：500V、750V和1000V。在電動(dòng)汽車發(fā)展的初期階段，由于電池包電壓普遍為400V，因此500V的充電樁電壓已經(jīng)能夠滿足充電需求。但隨著電池包電壓的不斷提升，750V甚至1000V的充電樁變得愈發(fā)重要，以確保電池能夠得以充分充電。

那么，在800V充電樁尚未完全普及的當(dāng)下，800V電動(dòng)汽車在面對400V充電樁時(shí)，要如何充電呢？是否可以利用先用組件、在不增加成本基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)這一功能呢？

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

03

三種主流的升壓充電技術(shù)方案

根據(jù)目前的充電樁分布現(xiàn)狀，從當(dāng)前消費(fèi)者的充電便利性角度考慮，選擇能夠支持500V充電樁的800V電動(dòng)汽車顯然更為明智。為了實(shí)現(xiàn)升壓充電功能，業(yè)界主要采用了以下三種技術(shù)路線：

3.1 方案一：獨(dú)立式

第一種技術(shù)路線是使用單獨(dú)的升壓模塊。例如Boost DCDC或充電泵。這些技術(shù)的原理相對簡單，但存在明顯的缺點(diǎn)。由于需要專門為兼容500V直流充電樁設(shè)計(jì)高功率的轉(zhuǎn)換器，因此在成本和空間占用上都存在較大的劣勢。

圖片來源：VICOR

3.2 方案二：DPDT切換式

第二種技術(shù)路線是通過一組繼電器（開關(guān)）來改變電池包模組的串并聯(lián)方式，從而兼容400V/800V充電樁。這一技術(shù)路線在歐美車企中較為流行，特別是在新一代高壓電氣架構(gòu)中得到了廣泛應(yīng)用。

例如，大眾SSP平臺(tái)、寶馬GEN6、特斯拉Cybertruck等車型均采用了這種方案。以Cybertruck為例，其電池包被設(shè)計(jì)成兩個(gè)400V的子模組，通過一個(gè)單刀雙擲DPDT開關(guān)來改變它們的串并聯(lián)關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)對500V直流充電樁的支持。具體來說，當(dāng)DPDT處于狀態(tài)一時(shí)，子模組串聯(lián)，電池包電壓為800V等級(jí)；當(dāng)DPDT切換至狀態(tài)二（即1、3接觸，2、4接觸）時(shí)，子模組并聯(lián)，電池包電壓為400V。

3.2 方案三：復(fù)用升壓式

第三種技術(shù)路線是復(fù)用電機(jī)繞組和驅(qū)動(dòng)的boost升壓方案。

這一方案巧妙地利用了電機(jī)繞組作為boost電感，并利用逆變器中的功率器件作為boost的開關(guān)管，從而實(shí)現(xiàn)升壓充電功能。其優(yōu)勢在于充分利用了電驅(qū)系統(tǒng)中的已有零件，因此具有較好的成本優(yōu)勢。比亞迪、華為、小鵬、現(xiàn)代等廠家均有相關(guān)的技術(shù)。

我們以現(xiàn)代E-GMP平臺(tái)的宣傳資料為例，可以看到，相較于傳統(tǒng)方案，該技術(shù)通過復(fù)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)和逆變器實(shí)現(xiàn)了400V升壓至800V，省去了一個(gè)單獨(dú)的升壓充電器。

圖片來源：現(xiàn)代汽車

E-GMP的電機(jī)繞組設(shè)計(jì)也展示了這一技術(shù)路線的特點(diǎn)，即相比于普通電機(jī)的三相接線端子，現(xiàn)代的Multi-charging技術(shù)需要引出電機(jī)中性點(diǎn)，電機(jī)共有四個(gè)接線端子。

了解了三種主流的升壓充電技術(shù)方案后，下面我們從聚焦于復(fù)用升壓充電技術(shù)，從原理角度對其進(jìn)行解釋，然后從硬件拓?fù)浣嵌?/strong>，一起看看比亞迪、華為、現(xiàn)代、小鵬四種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

04

驅(qū)動(dòng)復(fù)用升壓電路拓?fù)?/strong>

4.1 Boost基本原理

為了理解升壓充電的原理，我們首先需要了解最基本的boost電路是如何工作的?

如下圖所示，在boost電路中，核心元件包括一個(gè)電感L和一個(gè)開關(guān)管M1。當(dāng)M1閉合時(shí)，在輸入電壓Vin的作用下，電感L中的電流會(huì)按照U=L*di/dt的規(guī)律變化。而當(dāng)M1斷開時(shí)，電感L會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，這個(gè)電動(dòng)勢與Vin疊加后輸出到Vout，從而實(shí)現(xiàn)升壓。

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

圖片來源：網(wǎng)絡(luò)

那么，在復(fù)用電機(jī)繞組的情況下，是如何形成boost電路的呢？(知識(shí)星球發(fā)布)

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4.2 比亞迪的技術(shù)方案

(知識(shí)星球發(fā)布)

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4.3 華為方案解密

(知識(shí)星球發(fā)布)

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4.4 現(xiàn)代汽車方案解密

(知識(shí)星球發(fā)布)

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4.5 小鵬汽車方案解密

(知識(shí)星球發(fā)布)

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以上，我們通過幾個(gè)典型的電路拓?fù)?/strong>，站在硬件拓?fù)浜?a href="http://www.3532n.com/v/tag/773/" target="_blank">工作原理的角度對復(fù)用升壓進(jìn)行了解釋和說明。那么，站在軟件控制視角，控制策略和方法又是什么呢？哪些地方需要我們特別注意呢？

05

復(fù)用升壓充電的控制策略

(知識(shí)星球發(fā)布)

在深入介紹了上一章中幾個(gè)典型的電路拓?fù)?/strong>后，我們可以發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)路線的電路拓?fù)鋵?shí)際上具有諸多共性特征。針對這些技術(shù)特征，下面我們從控制算法層面，進(jìn)一步探討下如何實(shí)現(xiàn)升壓充電功能？...

5.1 電機(jī)的零扭矩

(知識(shí)星球發(fā)布)

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5.2 電感的選擇

(知識(shí)星球發(fā)布)

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圖片來源：Vitesco

08 結(jié)語

到此，關(guān)于電動(dòng)汽車的升壓充電功能解讀基本技術(shù)了，我們再簡單回顧下：

首先，剖析了充電基礎(chǔ)設(shè)施面臨的兼容性問題，如800V 電動(dòng)汽車與 400V 充電樁的充電難題。其次，闡述了市場上直流充電樁的電壓等級(jí)分布及向更高電壓等級(jí)過渡的趨勢。再者，詳細(xì)介紹了業(yè)界為解決兼容性問題采用的三種升壓充電技術(shù)方案：包括單獨(dú)升壓模塊、改變電池包串并聯(lián)方式、復(fù)用電機(jī)和驅(qū)動(dòng) boost 升壓方案，并對復(fù)用升壓方案的電路拓?fù)?/strong>和控制方法展開探討。通過這些內(nèi)容，為理解電動(dòng)汽車升壓充電技術(shù)提供了全面且深入的視角 。

感謝你的閱讀，希望有所幫助!