作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
▲圖2 特斯拉的快充充電路徑（600A）
備註：在某些全生命週期，某些阻抗高或者散熱有限的區域，就可能成為熱管理的瓶頸，在熱量不能充分消散的情況下，加熱過程不會受到外部影響。根據現有的主流設計，目前在測試的主要是圍繞300A以下的設計為主。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
▲圖2 特斯拉的快充充電路徑（600A）
備註：在某些全生命週期，某些阻抗高或者散熱有限的區域，就可能成為熱管理的瓶頸，在熱量不能充分消散的情況下，加熱過程不會受到外部影響。根據現有的主流設計，目前在測試的主要是圍繞300A以下的設計為主。
▲圖3 導體連接的發熱
我們實際在設計考慮中，整個溫度連接點是需要控制在100度以下的，主要原因是超過一個溫度，會使得導體防腐蝕的鍍層不穩定。類似下面充電線纜和連接器由於接觸電阻和壓接電阻引起溫升的問題，會在我們上述電池內部也出現。如果出現在電池連接處，會對電池產生很大的影響。
第一條路徑一個變種：在這條路徑下，我們也可以把電池分切為兩個400V*2的可配置系統。
● 短期內：配置包括400V的高壓母線，400V/12V的DC/DC、400V的變頻器，400V的空調壓縮機、400V的車載充電機。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
▲圖2 特斯拉的快充充電路徑（600A）
備註：在某些全生命週期，某些阻抗高或者散熱有限的區域，就可能成為熱管理的瓶頸，在熱量不能充分消散的情況下，加熱過程不會受到外部影響。根據現有的主流設計，目前在測試的主要是圍繞300A以下的設計為主。
▲圖3 導體連接的發熱
我們實際在設計考慮中，整個溫度連接點是需要控制在100度以下的，主要原因是超過一個溫度，會使得導體防腐蝕的鍍層不穩定。類似下面充電線纜和連接器由於接觸電阻和壓接電阻引起溫升的問題，會在我們上述電池內部也出現。如果出現在電池連接處，會對電池產生很大的影響。
第一條路徑一個變種：在這條路徑下，我們也可以把電池分切為兩個400V*2的可配置系統。
● 短期內：配置包括400V的高壓母線，400V/12V的DC/DC、400V的變頻器，400V的空調壓縮機、400V的車載充電機。
▲圖4 奔馳EQC的400V 兩個大的模塊的並聯連接
● 長期的做法：是把這兩個模塊進行串聯處理，形成800V系統。我個人判斷，由於基於VDA的模組也能實現從4P3S到2P6S的轉換，如果我們基於VDA的355/390模組來構建整個電池系統，做法主要是改變模組配置和電池系統裡面的電氣連接。而做兩個模組的並聯連接，是以目前較高成本和較高能耗為代價的，這個問題需要我們在設計中予以折中和平衡。
有一種做法，是根據外部快充的條件對兩塊電池進行組合，形成對電壓的進行配置，分為A、B兩個電池模塊電壓均為400V，在放電和交流充電的條件下，兩者並聯，高壓直流母線為400VDC；在大功率充電的情況下則A、B兩個電池模塊串聯，系統電壓800VDC，只連通充電的部分。在快充條件下，高壓電氣系統為800VDC，其它條件下的電動力總成系統為400VDC，基本保持了原有的架構。還有一種做法，是保持電池的並聯，類似於奔馳的EQC一樣，伺機而動。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
▲圖2 特斯拉的快充充電路徑（600A）
備註：在某些全生命週期，某些阻抗高或者散熱有限的區域，就可能成為熱管理的瓶頸，在熱量不能充分消散的情況下，加熱過程不會受到外部影響。根據現有的主流設計，目前在測試的主要是圍繞300A以下的設計為主。
▲圖3 導體連接的發熱
我們實際在設計考慮中，整個溫度連接點是需要控制在100度以下的，主要原因是超過一個溫度，會使得導體防腐蝕的鍍層不穩定。類似下面充電線纜和連接器由於接觸電阻和壓接電阻引起溫升的問題，會在我們上述電池內部也出現。如果出現在電池連接處，會對電池產生很大的影響。
第一條路徑一個變種：在這條路徑下，我們也可以把電池分切為兩個400V*2的可配置系統。
● 短期內：配置包括400V的高壓母線，400V/12V的DC/DC、400V的變頻器，400V的空調壓縮機、400V的車載充電機。
▲圖4 奔馳EQC的400V 兩個大的模塊的並聯連接
● 長期的做法：是把這兩個模塊進行串聯處理，形成800V系統。我個人判斷，由於基於VDA的模組也能實現從4P3S到2P6S的轉換，如果我們基於VDA的355/390模組來構建整個電池系統，做法主要是改變模組配置和電池系統裡面的電氣連接。而做兩個模組的並聯連接，是以目前較高成本和較高能耗為代價的，這個問題需要我們在設計中予以折中和平衡。
有一種做法，是根據外部快充的條件對兩塊電池進行組合，形成對電壓的進行配置，分為A、B兩個電池模塊電壓均為400V，在放電和交流充電的條件下，兩者並聯，高壓直流母線為400VDC；在大功率充電的情況下則A、B兩個電池模塊串聯，系統電壓800VDC，只連通充電的部分。在快充條件下，高壓電氣系統為800VDC，其它條件下的電動力總成系統為400VDC，基本保持了原有的架構。還有一種做法，是保持電池的並聯，類似於奔馳的EQC一樣，伺機而動。
▲圖5 可配置的雙模塊系統
第二條路徑：800V電池高壓系統
電池系統採用800V高壓，電動力總成系統，包括電驅動、電力電子、充電系統等也都採用800V的系統。目前來看這個架構實際上只能在有限的車上進行，目前主要的整車企業都在評估當前的進展。我個人覺得主要的原因還是目前SiC器件的成本太高，使得逆變器、DCDC、車載充電機、PTC和電壓縮機所有的高壓電氣的成本都抬高了。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
▲圖2 特斯拉的快充充電路徑（600A）
備註：在某些全生命週期，某些阻抗高或者散熱有限的區域，就可能成為熱管理的瓶頸，在熱量不能充分消散的情況下，加熱過程不會受到外部影響。根據現有的主流設計，目前在測試的主要是圍繞300A以下的設計為主。
▲圖3 導體連接的發熱
我們實際在設計考慮中，整個溫度連接點是需要控制在100度以下的，主要原因是超過一個溫度，會使得導體防腐蝕的鍍層不穩定。類似下面充電線纜和連接器由於接觸電阻和壓接電阻引起溫升的問題，會在我們上述電池內部也出現。如果出現在電池連接處，會對電池產生很大的影響。
第一條路徑一個變種：在這條路徑下，我們也可以把電池分切為兩個400V*2的可配置系統。
● 短期內：配置包括400V的高壓母線，400V/12V的DC/DC、400V的變頻器，400V的空調壓縮機、400V的車載充電機。
▲圖4 奔馳EQC的400V 兩個大的模塊的並聯連接
● 長期的做法：是把這兩個模塊進行串聯處理，形成800V系統。我個人判斷，由於基於VDA的模組也能實現從4P3S到2P6S的轉換，如果我們基於VDA的355/390模組來構建整個電池系統，做法主要是改變模組配置和電池系統裡面的電氣連接。而做兩個模組的並聯連接，是以目前較高成本和較高能耗為代價的，這個問題需要我們在設計中予以折中和平衡。
有一種做法，是根據外部快充的條件對兩塊電池進行組合，形成對電壓的進行配置，分為A、B兩個電池模塊電壓均為400V，在放電和交流充電的條件下，兩者並聯，高壓直流母線為400VDC；在大功率充電的情況下則A、B兩個電池模塊串聯，系統電壓800VDC，只連通充電的部分。在快充條件下，高壓電氣系統為800VDC，其它條件下的電動力總成系統為400VDC，基本保持了原有的架構。還有一種做法，是保持電池的並聯，類似於奔馳的EQC一樣，伺機而動。
▲圖5 可配置的雙模塊系統
第二條路徑：800V電池高壓系統
電池系統採用800V高壓，電動力總成系統，包括電驅動、電力電子、充電系統等也都採用800V的系統。目前來看這個架構實際上只能在有限的車上進行，目前主要的整車企業都在評估當前的進展。我個人覺得主要的原因還是目前SiC器件的成本太高，使得逆變器、DCDC、車載充電機、PTC和電壓縮機所有的高壓電氣的成本都抬高了。
▲圖6 800V高壓動力總成系統
大部分的企業都在評估主逆變器上進行轉換的時間表，這個其實是根據SiC材料端的擴產，進一步在半導體技術成本下降的路徑上慢慢演化的。目前只有特斯拉使用的基於400V的SiC器件成本在價格相對能承受的範圍內，其他也只有保時捷這樣定價很高的純電動跑車才有能力消化這個成本。
作者介紹：
朱玉龍，資深電動汽車三電系統和汽車電子工程師，目前從事新能源汽車電子化工作，10年以上的新能源汽車專業從業經驗，在電池系統、充電系統和電子電氣架構方面有較深的認識和實踐，著有《汽車電子硬件設計》，開設《汽車電子設計》公眾號。
對於現階段的電動汽車來說，增加續航里程、做長里程的電動汽車是主要的發展路徑。當電池成本降下來、里程加上去以後（達到500-600公里），電動汽車的主要矛盾就從里程焦慮過渡到了補電焦慮。提高電動汽車的充電功率主要包含幾個核心要素，而我們能走的路徑只有兩條：
1） 提高電流：如果我們保留其他的部件不變，選擇提升電流的路徑，主要的限制在於大電流產生的熱損失，這會導致整體的設計會有很大的差異。電路中的大電流會產生很高的熱損失，因為所有部件（連接器、電纜、電池的電連接、母線排等）的電阻都難免會發熱。針對電池在充電期間出現過熱的情況，則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。
2） 提高電壓：由於上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約為200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對於所有的用電部件，都是一個系統性的提升。裡面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。按照目前的成本來看，這些按照800V規格要求開發的模塊，價格都比較高，以主逆變器為例，核心的SiC模塊比原來的IGBT模塊，成本大概是目前的4倍左右。
▲圖1 提高快充功率的兩個辦法
接下來我們仔細看一下這兩種路線上能達到的路徑中需要考慮的一些問題。由於幾種方法對於電芯的要求是一樣的，所以我們在這裡把電芯的問題單獨羅列在最後，把主要的目光放在電氣連接和熱管理上面。
第一條路徑：在現有400V系統上進行升級
對於大部分車企來說，短時間內保持現有的總線不變是比較現實的路徑。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，這個難題將會影響到：車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排。
在這個設計裡面，有一個比較重要的問題，是從原先面向10s往20分鐘這樣偏持續和靜態的電流來設計。在早期的設計中，由於電流是變動的，雖然整個驅動的需求功率峰值點比較高，持續的時間只會持續10s然後下降下來，總體的電流可以採用rms均方根的設計來做。而面向直流快充的設計，功率耗散的過程是在導線線纜和接觸電阻上發熱，並且隨著運行期間溫度的升高而變化。
▲圖2 特斯拉的快充充電路徑（600A）
備註：在某些全生命週期，某些阻抗高或者散熱有限的區域，就可能成為熱管理的瓶頸，在熱量不能充分消散的情況下，加熱過程不會受到外部影響。根據現有的主流設計，目前在測試的主要是圍繞300A以下的設計為主。
▲圖3 導體連接的發熱
我們實際在設計考慮中，整個溫度連接點是需要控制在100度以下的，主要原因是超過一個溫度，會使得導體防腐蝕的鍍層不穩定。類似下面充電線纜和連接器由於接觸電阻和壓接電阻引起溫升的問題，會在我們上述電池內部也出現。如果出現在電池連接處，會對電池產生很大的影響。
第一條路徑一個變種：在這條路徑下，我們也可以把電池分切為兩個400V*2的可配置系統。
● 短期內：配置包括400V的高壓母線，400V/12V的DC/DC、400V的變頻器，400V的空調壓縮機、400V的車載充電機。
▲圖4 奔馳EQC的400V 兩個大的模塊的並聯連接
● 長期的做法：是把這兩個模塊進行串聯處理，形成800V系統。我個人判斷，由於基於VDA的模組也能實現從4P3S到2P6S的轉換，如果我們基於VDA的355/390模組來構建整個電池系統，做法主要是改變模組配置和電池系統裡面的電氣連接。而做兩個模組的並聯連接，是以目前較高成本和較高能耗為代價的，這個問題需要我們在設計中予以折中和平衡。
有一種做法，是根據外部快充的條件對兩塊電池進行組合，形成對電壓的進行配置，分為A、B兩個電池模塊電壓均為400V，在放電和交流充電的條件下，兩者並聯，高壓直流母線為400VDC；在大功率充電的情況下則A、B兩個電池模塊串聯，系統電壓800VDC，只連通充電的部分。在快充條件下，高壓電氣系統為800VDC，其它條件下的電動力總成系統為400VDC，基本保持了原有的架構。還有一種做法，是保持電池的並聯，類似於奔馳的EQC一樣，伺機而動。
▲圖5 可配置的雙模塊系統
第二條路徑：800V電池高壓系統
電池系統採用800V高壓，電動力總成系統，包括電驅動、電力電子、充電系統等也都採用800V的系統。目前來看這個架構實際上只能在有限的車上進行，目前主要的整車企業都在評估當前的進展。我個人覺得主要的原因還是目前SiC器件的成本太高，使得逆變器、DCDC、車載充電機、PTC和電壓縮機所有的高壓電氣的成本都抬高了。
▲圖6 800V高壓動力總成系統
大部分的企業都在評估主逆變器上進行轉換的時間表，這個其實是根據SiC材料端的擴產，進一步在半導體技術成本下降的路徑上慢慢演化的。目前只有特斯拉使用的基於400V的SiC器件成本在價格相對能承受的範圍內，其他也只有保時捷這樣定價很高的純電動跑車才有能力消化這個成本。
▲圖7 SiC在車用的前景是非常好的
小結：
開發快充系統的窗口期，大概只有2年左右，需要等待國內的快充網絡起來，下一個階段續航里程在500-600公里比較穩定以後，在技術上比較的是快充功率，實際上比較的是使用的用戶體驗。