2020年08月18日 | 保时捷Taycan深度解析（一）：800V高压电气系统细节

2020-08-18

之前看到保时捷给售后做的一系列关于 Taycan ( 参数 | 询价 ) 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法论，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。

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》。

保时捷 Taycan 800V 电压系统

上一篇:德赛西威、富奥股份与一汽集团合资汽车电子项目启动！

下一篇:为有源天线设计选择正确的放大器