800V高压电气系统如何设计

　　上周末的时候看到保时捷给售后做的一系列关于 Taycan 的各个部分的介绍，这里面有一些地方很有意思的。我想分几个部分来介绍这些细节，我想根据拿到的材料做这么几个环节的初步分类：
　　1）Taycan高压和低压电气系统设计；
　　2）Taycan 电池系统和充电策略
　　3）整车热管理系统设计
　　4）驱动系统的特点
　　这些材料读了很多遍，觉得德国工程师做电动汽车做事情的思路是非常有特点的，当然保时捷并不差钱，所以后续和奥迪合作的 PPE 在成本结构上面也会逐步往下走，需要给他们一些时间 备注：我相信特斯拉的最大价值其实是沿着迭代的套路，把动力总成、EE 架构和软件有机的结合起来了，开创了很多的东西，但是这个世界上设计汽车有之前工程部门有一整套的方法论，很多地方可能需要改变，但是怎么改变才能符合未来的诉求，这是最重要的事情
　　01 高压部分的一些特点
　　Taycan 是第一个做 800V 系统的，但是实际上Taycan 在设计的时候，在整车系统里面考虑了多个电压系统，包括 800V（动力电池）、400V、48V 和 12V（LFP 电池），两个电压平台是不具备电池做缓冲的。
　　1） 800V 电压和其他电压系统 Taycan 是具有多个电压平台的，如下所示：
　　DCDC：这个 DCDC 可有意思了，要把电压转化为 400V、48V 和 12V
　　热管理系统：空调压缩机是 400V 的、PTC 是 800V 的
　　
　　图 1 Taycan 的各个部分
　　下面这个图可能更清晰一些，红色的都是 800V，最主要的是提供给前后逆变器。
　　
　　图 2 对应的 Taycan 内部的高压总线
　　2） DCDC 转换器
　　这个 800V=》400V，主要是提供给空调压缩机的，据德国的工程师朋友交流，下一代 800V 的空调压缩机会出来，所以这个 800V 降压到 400V 的会被取消掉。
　　
　　图 3 Taycan 的 800V=》400V 和 12V&48V DCDC
　　这里面有三个 DCDC，分别为 3.5kW、5.3kW 和 3.5kW 的三路 DC-DC 变换控制，从硬件结构上有点复杂。
　　表 1 对应的功率
　　
　　从能量管理来看，需要对高压电池进行能量管理，对 12VLFP 电池进行管理，对 48V 的负载也需要做协调处理，这里的多个电压转换的负载平衡是有点意思的。这个控制都是放在网关（保时捷的网关其实是和车身的融合，类似 MEB 里面的 ICAS1 那样具备复合的功能）里的。
　　备注：以后我们分析 MEB 和 PPE 的细节的时候，可以就这些能量管理的软件细节仔细整理下
　　
　　图 3 高压降压管理器
　　高压升压器的设计考量
　　3）充电升压器
　　由于有着这样的设计，保时捷 Taycan 的 400V 升 800V 高压的充电器工作原理有点复杂，如下所示：
　　
　　图 4 400V 升 800V 的高压充电器
　　之前一直以为这是一个非隔离可以调压的 DCDC 产品，实际的原理是一个充电泵，通过高频的切换把电压泵上去翻倍的策略来做的，特点是不需要线圈，直接告诉外部的直流充电站 1/2 的实际需求电压，然后通过电压泵拉回来。充电泵的原理采用 60Hz 的控制频率，先让电路总为 C1 和 C2 充电，然后通过 C1 和电压源串联，让输出电压的两倍减去二极管的压降。
　　
　　图 5 400V=》800V 的电压泵
　　小结：在阅读了这份材料以后，我们能了解 Taycan 在选用 800V 上面有很多的取舍，在 800V 充基础设施并不完备的时候，保时捷为了达到第二条视频的效果，是付出了很大的代价的。