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2020年07月16日 | 【Taycan深度解析系列-1】800V高压电气系统
2020-07-16 来源：朱玉龙
引言：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
02 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。
史海拾趣
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