共享新能源|基于GD32F427+GD32E505的直流充电桩解决方案

近几年油车电车车主在网上争吵的点无非就是几个：成本问题、续航问题、技术成熟度和安全问题以及加油和充电的等待时间问题，我们知道，传统的燃油车在加油站加满油只需要几分钟，这与电动车充满电的速度形成鲜明对比，最早的时候，电动车充电需要几个小时，一部分车甚至超过10小时，而在电压架构升级后，快充让充电速度降低到半小时以内，新能源汽车制造商敏锐地意识到了这个问题，充电速度可以打消一部分用户的续航焦虑，并且这也成为宣传时的一个卖点，可以说这一问题的解决可以吸引大批客户的青睐，成为竞争的有利手段。

随着小米SU7的发布，再一次将新能源汽车的热度点燃，火出圈的SU7相关配置相信大家也在发布会及官网和热搜中有所了解，但值得关注的是，小米SU7是打着对标保时捷Taycan的旗号，通过相关参数对比可知，在充电方面，两款车型都具备800V电压充电的能力，相对于传统汽车，电力驱动的新能源车在充电方面一直是备受关注的，充电设备的强大意味着用户可以减少等待时间，从2019年保时捷Taycan第一次引入800V的概念开始，到如今的小米SU7，已经有10多款主流车型配备，800V这个热词和高端电动车绑定，有了它似乎就意味着充电快得像加油，但事实如此吗？

首先，让充电速度加快有两种方案，一种是开发新的电池技术，例如固态电池和石墨烯电池，后者的速度比现代电动汽车中常用的锂离子电池快60倍。 另一个解决方案是将电动汽车的电气架构升级，比如从400V更改为800V。

而400V和800V的概念并不是说稳定电压固定在两个数值，而是在目前，市面上的新能源高压设备工作电压一般在300-500V之间，因此取中间数值为400V架构，而随着科技的发展，快充技术的广泛应用，电压可提升在600-900V，取中间值800V，统称为800V架构。现在特斯拉的Model 3和Model X电压为350V ，Model S的电压为 375V，Model Y的电压为400V。小鹏G6的电压大概在610V上下，高电压充电系统可以在相同的电流下传输更多的功率，从而实现更快的充电速度。

很多专业检测机构通过实测，测试出400v与800v的充电效率，带有800V充电系统的汽车电量可以在16分钟左右从30%充至80%，而400V充电系统可能需要40分钟甚至更长时间。因此，800V高压平台也被大多数新能源车企视为“换一种思维缓解车主充电焦虑”的大招。有人会质疑，大电压充电会不会因此安全事故，其实根据功率公式P=UI (功率=电压*电流)可以得知，电压较大带来的是功率大，但其实800V输入电压在充电过程中产生的热量较少，因此充电安全性更高。同时，由于800V充电系统的电流较低，电缆和连接器的尺寸也可以相应减小，从而降低了充电过程中的安全风险。

与此同时，较高的电压产生较低的电流，这样可以有效减少热量，对于新能源汽车电池来说可降低电池冷却系统的负担，减少热失控的风险，更低的电流还意味着充电电缆可以更细，拿取时更省力，800V系统还意味着电动车内部的电缆和电气元件更薄更小，从而降低整车重量，对于笨重的电动车来说，减重至关重要。800V架构的设计成本更高，但这并没有阻止各大品牌互相竞争，不断提高电压，预计到2025 年，800V将成为电动汽车的标准。对此，在未来，800V充电技术加上石墨烯电池的强强联合，追赶油车的加油时间将不是梦想。

但现实往往都是残酷的，部分新能源车企都在打着“充电5分钟、续航200公里”的快充宣传旗号，而这些结果都是过于理想化了，其是在官方发布超级充电充桩上所测得的结果。这也不难解释了为什么大多数车企在发布800V高压车型时，几乎都会发布高压平台配套的超级充电桩。我们目前市面上大多是普通第三方公共充电桩，800V高压车型要达到官方宣称的快充效果，条件苛刻得多。毕竟，目前国内主流的直流快充桩，绝大多数是针对400V平台的车型开发的。也不是说不能充，其实800V高压平台也都兼容400V直流快充桩，只是充电电压，达不到平台所需求的800V甚至更高，充电效率跟普通400V的车型相差无几。在前一、两年建设的直流快充桩，所能支持的充电压为200~750V。更早时期建造的直流快充桩，充电电压甚至只有200~550V，远远无法满足800V高压平台车型所需求的超充电压。唯一能够满足800V高压充电需求的，也只有最近一年才开始推出的200~1000V直流充电桩，目前行业应用少之又少。

并且不是支持800V高压充电的充电桩就一定支持快充，刚才也提到了，充电的效率除了和电压有关，也和电流有关，即便是最新的200~1000V直流充电桩，也要看最大的充电功率是多少。假设一台可支持1000V电压、最大充电功率160kW的单枪直流充电桩，以400V需求电压充电时，粗略计算，其最大理论电流不大于400A。然而需求电压为800V时，充电桩输出理论最大电流不大于200A。也就是说，无论车辆充电时需求电压多少，直流充电桩输出充电功率，不会大于最大功率，如果要实现直流充电5分钟，续航200公里，充电功率至少要300kW。这就不得不说很多车企在宣传过程中，只提电压，不提电流的做法，可以说是一种变相的“障眼法”。

消费者在驾车离开车厂后，若真的想实现快充，也就只能寻找官方的超级快充站，或者静等市场的需求迫使充电产业加快布局快充设施，但想象很简单，事实却没那么简单，因为大部分车企想要大面积在国内各大城市普及高压超充桩并非一件易事，因为城市面积大，成本，容量等让大多数厂商望而却步，还有一种方法，只能借助民间的资本、充电企业力量，实现充电桩从400V平台，向800V高压、高功率充电平台迭代。但民间资本也要考虑成本和盈利之间的关系，其中，一家充电企业的运营负责人曾经坦言： “现在公司还有超过一半的直流桩，最高电压只有550V，是前年上线的。”毕竟，受区域流量的影响，一台成本3~5万元的直流充电桩，通常需要1~2年才能收回成本，之后还要考虑盈利回报。

电站的运营方不可能因为行业一项新的技术上线，不顾硬件成本、盈利目标贸然更新改造设备。更何况，充电站能否上高压、高功率超级充电桩，还要视乎其电网负荷的限制。很多充电桩群只能向电网申请630kVA的电容量，再分给自己的几根充电枪，如果满员的话，各自的功率就拉低了。

更残酷的是，近些年新能源车卖得好，目前充电桩属于“供不应求”的情况，部分一线城市“充电难”问题普遍存在，有时车主能给车充上电已经“烧高香”了，谁还会挑剔充电桩运用的技术新旧？虽然人们普遍认为800伏技术是电动汽车的前进方向，但并非所有制造商似乎都相信。尚未计划生产800伏特车型的制造商表示，没有必要超过400伏特，因为这对于普通电动汽车甚至一些有性能汽车来说都足够了。

其实说到底，从我作为用户的角度来看，400伏和800伏电动汽车之间没有可察觉的差异，因此仅凭这一点选择一个而不是另一个还没有多大意义。但800V高压平台除了充电快，还有一个很强的优势，那就是能耗低，最终导致的结果就是续航变长，这才是消费者最为关心的。消费者想要更长的续航，更快的充电速度，800V高压平台确实是一个极佳的方式，但我们也要知道它的限制，正确了解它，不被车企的宣传冲昏了头脑。当然更多车企卷进来，自然就会促进它的普及应用，规模化之后，就能降低它的成本，最终体现在价格上。