保时捷Taycan深度解析(一):800V高压电气系统的一些细节
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发布时间：2022-04-24 02:09
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时间：2023-05-25 12:46
之前看到保时捷给售后做的一系列关于Taycan的各个部分的介绍，这里面有一些很有意思的地方。根据拿到的材料，我想分几个部分来介绍这些细节。而这些材料我读了很多遍，觉得德国工程师做电动汽车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：我认为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。但是在特斯拉之前，传统车企们的工程部门已有一整套的方*，可能很多地方需要改变，然而怎么改变才能符合未来的诉求，这是最重要的事情。
Part 1：高压部分
保时捷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很有意思，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?保时捷Taycan的各个电压系统部分
下面这张图可能更清晰一些，红色标注的都是800V，最主要的是提供给前后逆变器。
图2?对应的保时捷Taycan内部高压总线
2）DCDC转换器
这个800V=>400V，主要是提供给空调压缩机的，据和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的将会被取消掉。
图3?Taycan的800V=>400V&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，从硬件结构上看有点复杂。
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里的（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）。
备注：以后我们分析MEB和PPE平台的细节的时候，可以就这些能量管理的软件细节再仔细整理下
图4?高压降压管理器
Part 2: 高压升压器的设计考量
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5 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6?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，保时捷为了达到更好的充电效果，是付出了很大的代价的。
图｜网络及相关截图
作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。
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