随着电动汽车、增混汽车成为市场主流，人们对新能源汽车的充电速度有了更高的需求。现在，直流快充桩通常需要30到45分钟即可将电池充至80%的电量。更快的充电速度，意味着充电功率更高，充电时也会产生大量热量，充电枪的枪线也就需要越做越粗。今天，成都市华智诺科技有限公司就给大家介绍新能源汽的车的800V架构系统。

但线径总归是有上限，由于损耗△P=I²R，明显同一个功率等级下，电压高了电流才能做低，因此越来越多汽车开始使用800V架构。

第一：弄清楚800V系统的内核

电动汽车设计架构很复杂，由电池、电机、逆变器、传感器、控制装置、布线和辅助系统等组件构成，组件规格和类型以及其间协同工作将决定车辆是否配备400V或800V系统。无论是400V还是800V都绝非固定值，而是两个电压范围——400V电压范围为300～500V，800V电压范围为600～900V。电压在实际中会根据多种因素而变化，包括电池的充电状态（SoC）、温度、使用年限和运行条件，因此只要是范围内的器件都会算作400V/800V架构。

为什么行业如此力推800V系统？这是因为汽车行业在追求更快的充电速度，虽然大功率直流充电站可以快速将电池刷新到其容量的80%，但这种形式的充电并不是常态。所以为了更快地为EV供电，要么提高电流，要么提高电压。但是提高电流的代价比较高，会增加尺寸重量和材料成本，提高电压则可降低电流。

由于Power(W)=Voltage(V)×Current(A)，假设最大电流为300A、EV充电器规格为180kW，400V架构理论功率输出为120kW，800V则为240kW，由于240kW超出180kW，充电电流还会下降。也就是说，在相同的电流下，电压翻倍，可以传输两倍的功率。400V架构最大充电功率为250kW，对800V系统来说这个数值是可以翻倍的。

由于Charging Time (hours)= Vehicle Battery Capacity (kWh)/ Power Output (kW)，所以车辆电池电压越高，充电速度就越快，因为功率输出随着电压的增加而增加。当然，这仅适用于输出范围覆盖800V的EV充电器。比如，保时捷、起亚、现代的800V系统可在70分钟内为电池充电75%～20%。对于恒定功率，增加的电压也可以允许减少系统内的电流。较小的电流减小了所需的电缆尺寸和所需的铜直径，也支持减少 I2R（焦耳热）损失。

为什么行业如此力推800V系统？这是因为汽车行业在追求更快的充电速度，虽然大功率直流充电站可以快速将电池刷新到其容量的80%，但这种形式的充电并不是常态。所以为了更快地为EV供电，要么提高电流，要么提高电压。但是提高电流的代价比较高，会增加尺寸重量和材料成本，提高电压则可降低电流。

由于Power(W)=Voltage(V)×Current(A)，假设最大电流为300A、EV充电器规格为180kW，400V架构理论功率输出为120kW，800V则为240kW，由于240kW超出180kW，充电电流还会下降。也就是说，在相同的电流下，电压翻倍，可以传输两倍的功率。400V架构最大充电功率为250kW，对800V系统来说这个数值是可以翻倍的。

由于Charging Time (hours)= Vehicle Battery Capacity (kWh)/ Power Output (kW)，所以车辆电池电压越高，充电速度就越快，因为功率输出随着电压的增加而增加。当然，这仅适用于输出范围覆盖800V的EV充电器。比如，保时捷、起亚、现代的800V系统可在70分钟内为电池充电75%～20%。对于恒定功率，增加的电压也可以允许减少系统内的电流。较小的电流减小了所需的电缆尺寸和所需的铜直径，也支持减少 I2R（焦耳热）损失。

第二：800V架构带来的结果

更多接触器，更高规格在高电压系统中，电弧损坏的风险显著增加。与传统的400V架构相比，800V架构不仅需要满足更严格的电气隔离要求，还带来了更高的解决方案成本。为实现800V架构的直流快速充电，需要额外配置直流充电接触器，用于连接直流充电桩与电池。此外，为确保车辆在寒冷天气下的正常运行，还需配备辅助接触器，支持车舱电气加热器和电池加热器的稳定供电。连接器爬电距离和电气间隙在800V架构中，所有系统都需要满足安全、高效和可靠性要求。首先，需要连接器具备更出色的电气连接特性、更低的接触电阻；其次，连接器应具有重量轻、结构紧凑、经济实惠的特点；最后，可靠耐用性要求也更高，包括成百上千次的插拔、支持防触摸和防水功能、配置高压互锁回路 (HVIL)、提供EMI屏蔽性能等特性。

传动系统组件面对电动汽车架构的选择挑战，汽车OEM需在保证价格竞争力的同时，找到最适合自身生产模型的技术方案。一种创新性的解决方案是采用双400V独立电池设计：在充电时，这两块电池以串联方式连接，实现800V架构，大幅缩短充电时间；而在车辆行驶时，则切换为并联连接，提供400V的输出。这种灵活的架构不仅有效控制了牵引逆变器模块的成本，还具备高度的可复用性，适用于多种车型需求。提高复杂性和功能安全性将电池电压从400V提升至800V，一个关键变化是系统中电池传感器数量的显著增加，即需要更多的电池单元控制器（BCC）。然而，这种增量并非没有代价：感测器件数量的增加直接提升了系统失效率（FIT）概率，进一步加剧了对功能安全的挑战，成为高电压架构不容忽视的技术难题。更小的电机尺寸提高电动汽车电源系统的电压可以显著减少电机中铜材的使用，进而打造出更小巧、轻便且环保的电机。这一优化不仅有助于提升电动汽车的能效，还在节能减排方面带来显著优势。更轻的电池系统800V架构使得电池和电池管理系统（BMS）得以进一步小型化，重量更轻，从而减轻整车重量，助力提升续航里程。

更高效的配电系统 在配电单元（PDU）中，800V电压允许使用更细、更轻的电缆，同时减少了其他电气元件的体积。这种小型化设计不仅降低了成本，还提升了整个系统的效率，带来了显著的多重优势。上述变化会带来几个大问题：第一个问题是充电基础设施，现有设施多为400V电动汽车供电，800V显然需要更强大的充电站。第二个问题是电动汽车设计，800V架构需要重新设计电路和组件，以确保适当的绝缘、故障安全系统和正确的测试程序，以证明组件在高压环境中的可靠性，同时测试程序必须涵盖最坏情况，最高可达800V工作电压的五倍。第三个问题是800V设备成本往往更高，比如说倾向于在功率转换器中使用价格更高的碳化硅（SiC）/氮化镓（GaN）开关元件。第四个问题是更高电压的系统需要更多物理空间来避免过压和电弧等问题。

为什么行业如此力推800V系统？这是因为汽车行业在追求更快的充电速度，虽然大功率直流充电站可以快速将电池刷新到其容量的80%，但这种形式的充电并不是常态。所以为了更快地为EV供电，要么提高电流，要么提高电压。但是提高电流的代价比较高，会增加尺寸重量和材料成本，提高电压则可降低电流。

由于Power(W)=Voltage(V)×Current(A)，假设最大电流为300A、EV充电器规格为180kW，400V架构理论功率输出为120kW，800V则为240kW，由于240kW超出180kW，充电电流还会下降。也就是说，在相同的电流下，电压翻倍，可以传输两倍的功率。400V架构最大充电功率为250kW，对800V系统来说这个数值是可以翻倍的。

由于Charging Time (hours)= Vehicle Battery Capacity (kWh)/ Power Output (kW)，所以车辆电池电压越高，充电速度就越快，因为功率输出随着电压的增加而增加。当然，这仅适用于输出范围覆盖800V的EV充电器。比如，保时捷、起亚、现代的800V系统可在70分钟内为电池充电75%～20%。对于恒定功率，增加的电压也可以允许减少系统内的电流。较小的电流减小了所需的电缆尺寸和所需的铜直径，也支持减少 I2R（焦耳热）损失。

第三：800v架构系统的三种方案

第一种方法是使整个电动汽车的高压系统在800V电压下运行，无需在组件之间进行电压转换。这种方法可实现更快的充电和更高的效率。然而，它需要更多的电动汽车重新设计和更高的成本。

第二种方法是仅将一些基本设备（如电池组和驱动电机）设置为800V，而系统的其余部分保持400V。在800V和400V器件之间进行电压转换的需求增加了成本和设计复杂性，也增加了转换功率损耗。然而，该解决方案需要更少的电动汽车重新设计，降低了400V系统的成本，同时仍能实现更快的充电速度。

第三种方法是混合动力解决方案，涉及能够在充电时800V和放电时在400V之间切换的电池系统。其他高压设备保持在400V。这种简单且低成本的解决方案可实现更快的充电，尽管以400V电压放电意味着无法降低能耗。随着电动汽车制造商从400V转向800V，三种方法可能都会使用。随着测试程序的发展和 800V 组件价格的下降，预期将完全过渡到高压架构。对于需要高功率的重型电动汽车，甚至可能会看到超过800V的架构。

第四：一个复杂的系统工程

事实上，800V系统牵扯的改变并不止如此，表面看似仅仅是提升了整车电压，但其开发和应用却是一个复杂的系统工程，涉及到多方面的协调与优化。电压平台的提升意味着，不仅核心的三电系统需要适应更高的电压，连空调压缩机、DCDC、OBC等关键部件，也必须能够在800V甚至1000V的电压下稳定运行。而这种改变，又和架构息息相关。和48V系统一样，架构发展都是慢慢过渡的过程，这期间一定会存在架构混用的情况，同时一些器件可以重复套用。随着市场逐渐铺开，届时方案会有更大的变化，同时成本也会有非常大的幅度下降。

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