忘掉 400V吧！800V 即将到来

快转 20 年后，虽然现在的电池化学绝大多数为锂离子 (LI-ion)，但电池组的其他变化并不大。工作电压已攀升至400V左右；小型车的电池容量可低至 17kWh，而高性能车的高端电池可超过 100kWh。

除了电池设计上的突破，电动汽车容量也预计会继续增加，而工作电压也正在发生重大变化。让我们欢迎新一代的电动汽车，例如图 1 所示的保时捷 Taycan，它抛弃了 400V 电池转而采用 800V 系统。

更高的电压如何解决电动汽车的挑战

为什么要往更高的电压发展？选择电动汽车的两个主要挑战是续航力有限和充电时间长。超快速充电有助于缓解这两个问题，但 400V 电动汽车使用的当代直流快速充电器只能提供 50-60kW 的功率输出，以 480+ 伏特和 100+ 安培运行，可以在 30 分多钟内为续航里程为 100 英里的 EV 充满电。

400V 电池电动汽车的充电速率受限于承载充电电流所需的电缆尺寸。增加充电电流会导致电池产生额外的热量。如果内部温度超过锂离子电池的安全工作温度会降低性能；若温度过高，可能会导致放热反应、热失控和火灾。

较高的电压可以让电池充电时使用较低的电流，从而减少过热同时更好地保持电量。这有助于更远的行驶里程。它还可以减轻重量因为车辆电气系统需要的铜更少。这不但能让电机变得更小，还可以释放车辆空间来增加电池容量以增加续航力。

800V 的可靠性和安全性考虑

支持800V 工作电压的新一代直流快速充电器可产生 150–350 kW 的功率，但设计 800V 电动汽车时需要对所有电气系统进行仔细的考虑。虽然较低的直流电压通常被认为是安全的，但触碰到该水平的直流电压仍然是致命的。

因此，系统要求的高可靠性是全面的。大功率三相电动汽车充电器需要机械坚固的插头连接以及可靠的电子安全系统。车内的电池管理系统与充电站保持通信。只有当充电器插头牢固地插进充电插座，然后电池充电器发送恒定的「ok」信号时电才会流动。充电站会在信号中断时立即断开连接。

如图 1 所示，无论输出电压如何，高功率 EV 充电器都需要多个低功率内部电源来建立能够容错、安全且可靠的电力基础设施。这些包括：

• 适合辅助电源安全联锁和控制电路的 AC/DC 转换器，具有符合 IEC62477-1 安全标准的过压类别 III (OVCIII) 保护。
• 适合栅极驱动器、传感器和输入隔离的隔离式DC/DC 转换器。
• 适合分布式电源架构和双轨模拟电路的非隔离式DC/DC 转换器。

不仅充电站需要彻底监控，电动汽车电池本身也需要不断的被观测。先进的锂离子电池通常排列成几个模块。每个模块的电流、电压和温度都需要单独监控以确保充电时保持在电池的 SOA 范围内。如果一个模块发生故障就必须可以被关闭，同时继续为健康的模块供电。电池寿命的最大化以及单个电池发生故障时的保护，对复杂的电子系统来说至关重要。

即使配备 800V 电池的电动汽车开始出现，大多数充电器仍使用 400V，因此新的 800V 电动汽车能够使用 400V 或 800V 充电器。其他的 400V 电动汽车经过特殊设计，能够在市场需要时轻松转换到 800V 运作。

电动汽车充电解决方案

RECOM 可以如何提供协助？我们提供一系列低功率 AC/DC 模块、DC/DC 转换器和开关稳压器，可满足快速直流充电器中辅助电源的电池充电要求。

例如，RECOM 的 RAC05-xxSK/480 是专为监控图 2 所示的充电器而开发的。AC/DC 转换器在高达 528V AC 的输入电压下工作，因此很容易在三相系统的两相之间工作。5W 转换器将三相电源转换为 5 或 12V DC 的低直流电压来监控电子设备，隔离电压高达 4kV。AC/DC 转换器的辅助电源为握手系统供电，该系统只有在一切都处在良好状态时才允许电力流动。

RECOM 也为无线接口提供非隔离式 3.8VDC/3A 电源：RPL-3.0, 这是一款带有集成电感器的3mm² 微型降压转换器，具有可调输出和全面保护（SCP、OLP、OVP、OTP、UVLO）。

RECOM 的姊妹公司 Power Control Systems (PCS)可以提供由三相交流电源供电，经过验证平台设计的高可靠性定制电池充电器、调节器和双向逆变器 ，额定功率高达30kW或者更高（并联组合）。