（SAE）一般的充電場(chǎng)景可以分為以下三類，家庭充電（隔夜充電）、公共充電和公路充電，圖1顯示不同充電技術(shù)和功率的最大充電速度，單位為公里/分鐘，43 kW已經(jīng)是車載交流充電的最大交流充電功率。假設(shè)一輛100 kWh的車輛每100公里的能耗為18 kWh，交流充電的最大充電速度為4 km/min。對(duì)于夜間充電和工作場(chǎng)所充電，這種低充電速度是可以接受的?？紤]到現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施，大多數(shù)大于50千瓦的充電功率采用直流充電方式。350千瓦的HPC能夠以超過(guò)30公里/分鐘的速度充電。因此，理論上幾分鐘就足以為數(shù)百公里的車輛充滿電。
圖1
，（SAE）圖2顯示了不同功率水平下的充電標(biāo)準(zhǔn)以及電壓和充電電流。目前，CCS 1.0可提供高達(dá)200 kW的充電功率，由于充電標(biāo)準(zhǔn)（如CCS 2.0）的改進(jìn)和基礎(chǔ)設(shè)施的改進(jìn)，未來(lái)可能會(huì)提供350 kW的充電功率。此外，還包括CHAdeMO標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)格版本0.9、1.0和1.1的最大功率為62.5千瓦（500伏時(shí)為125安）。較新的1.2和2.0允許400千瓦給出了一個(gè)展望：超極在600A和1500V下指定了900kW。
圖2
下圖展示了部分熱銷純電動(dòng)車型續(xù)航里程及充電倍率
近年來(lái)，海外整車廠紛紛推出高電壓平臺(tái)車型。2019 年，保時(shí)捷率先量產(chǎn) 800V 高電壓平臺(tái)電動(dòng)車 Taycan，目前最大充電功率可達(dá) 270kW，可在 22.5min 內(nèi)完成 5%-80%SOC，后續(xù)版本最高充電功率有望達(dá)350kW；2020年，現(xiàn)代集團(tuán)正式發(fā)布E-GMP平臺(tái)，搭載400V/800V超高壓充電系統(tǒng)，可在 18min 內(nèi)完成 0%-80%SOC，可實(shí)現(xiàn)充電 5min 續(xù)航 100km；2021年，搭載的奧迪自研 PPE 平臺(tái)的 A6 e-tron Concept 面世，該平臺(tái)搭載了 800V 高壓電氣系統(tǒng)，理想狀況下充電 10min 續(xù)航 300km；
大功率充電平臺(tái)的電氣架構(gòu)形式
OBC、空調(diào)壓縮機(jī)、DC/DC 以及 PTC 均重新適配以滿足 1000V 高電壓平臺(tái)。該架構(gòu)不僅對(duì)電池系統(tǒng)安全要求很高，而且需要車上主要高壓部件的功率器件全部由Si 基 IGBT 替換成 SiC MOSFET，短期成本較高。
圖6展示的是通過(guò)開關(guān)改變電池組串并聯(lián)狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)改變電壓平臺(tái)，可啟用800 V充電。電池（或模塊）在充電期間從串聯(lián)連接切換到并聯(lián)連接，在驅(qū)動(dòng)模式下從串聯(lián)連接切換到并聯(lián)連接，該方案的優(yōu)勢(shì)在于不需要 OBC、空調(diào)壓縮機(jī)、DC/DC 以及PTC 等部件在短時(shí)間內(nèi)重新適配，成本相對(duì)較低。但由于兩個(gè)電池組可能有不同的阻抗和溫度條件，從而導(dǎo)致充電狀態(tài)不平衡，因此該架構(gòu)需要較為復(fù)雜的電池管理系統(tǒng)和電子技術(shù)將電池組在串聯(lián)、并聯(lián)之間轉(zhuǎn)換。
圖7顯示了一個(gè)更簡(jiǎn)單的解決方案。使用額外的DCDC，充電基礎(chǔ)設(shè)施的電壓水平會(huì)發(fā)生變化，以適合電池。這種解決方案的缺點(diǎn)是：需要一個(gè)可高達(dá)350千瓦的DCDC。
圖8展示高壓架構(gòu)中DCDC的位置發(fā)生了變化。對(duì)于高壓額定值較低的高壓部件，使用較高的蓄電池電壓時(shí)，需要DCDC。
圖9強(qiáng)調(diào)了另一種方法：使用800V的電池，可以通過(guò)充電插孔實(shí)現(xiàn)HPC。此外，一些組件可以使用集成的DCDC在較低的高壓下運(yùn)行。這種方法需要一個(gè)DCDC，使某些輔助設(shè)備（例如，高壓交流壓縮機(jī)和高壓加熱器）能夠運(yùn)行。如果將一些現(xiàn)成組件集成到車輛中，這可能是一個(gè)優(yōu)勢(shì)（但仍有使用額外DCDC的缺點(diǎn)）。
典型大功率充電平臺(tái)講解
Taycan 的四個(gè)電壓平臺(tái)各有用途：
（1） Taycan 通過(guò) 800V 電壓平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了最高 270kW 的充電功率，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了最高配Turbo S 560kW 的整車電機(jī)輸出功率，放電倍率達(dá)到 6C；
（2） 400V電壓平臺(tái)和充電接口的存在主要是為了解決目前高壓大功率充電樁還未普及的問(wèn)題。其次，由于暫時(shí)沒有供應(yīng)商給保時(shí)捷提供 800V 的電空調(diào)壓縮機(jī)，只能配備DC/DC 將 800V DC 降至 400V DC 以供空調(diào)壓縮機(jī)使用；
（3） 48V 電壓平臺(tái)是專門為 PDCC 動(dòng)態(tài)底盤控制而設(shè)計(jì)，為使得車輛底盤操控可變而設(shè)計(jì)的一整套包括可調(diào)阻尼、空氣彈簧、主動(dòng)穩(wěn)定桿在內(nèi)的系統(tǒng)；
（4） 12V 電壓平臺(tái)主要是用在車身電子、娛樂(lè)設(shè)備、控制器等零件，為此配備磷酸鐵鋰電池。
保時(shí)捷 Taycan 充電系統(tǒng)及充電電壓
保時(shí)捷 Taycan 內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖
Taycan 直、交流車載充電機(jī)（On-board DC 、ACcharger）
Taycan 升壓?jiǎn)卧˙ooster unit）
充電，其優(yōu)勢(shì)是能降低成本與重量。
保時(shí)捷Taycan采用了電荷泵升壓的原理，特點(diǎn)是不需要線圈，直接告訴外部的直流充電站1/2的實(shí)際需求電壓，然后通過(guò)電荷泵進(jìn)行拉升電壓。采用60Hz的控制頻率，先讓電路總為C1和C2充電，然后通過(guò)C1和電壓源串聯(lián)，提升充電電壓。
下方為電荷泵升壓原理。
想要認(rèn)識(shí)升壓充電的價(jià)值，就必須先解釋一下為何要升壓充電？簡(jiǎn)單概括兩點(diǎn)：
現(xiàn)有快充網(wǎng)絡(luò)的充電樁最高輸出電壓多數(shù)為500V。
如果電池包電壓高于500V，例如額定600V，想要給電池包充進(jìn)電能，則需要將充電樁的500V電壓在車內(nèi)升高至600V之上。（人往高處走，電往低處流）
之前的解決方案，是使用獨(dú)立的升壓電路。從下面這張PPT上可以看出，獨(dú)立的升壓電路包括兩個(gè)IGBT半導(dǎo)體開關(guān)（含續(xù)流二極管）和一個(gè)電感及電容，這些器件獨(dú)立于電驅(qū)（或電控）三合一，分開安裝。
后來(lái)的漢EV使用了“驅(qū)動(dòng)復(fù)用升壓充電”方案
以下是比亞迪漢得充配電原理圖，可以看出直流充電經(jīng)過(guò)了電機(jī)總成然后進(jìn)入動(dòng)力電池，其充電回路為：
直流充電樁（500V）——車上直流充電口——充配電——驅(qū)動(dòng)電機(jī)——驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制器——充配電——高壓動(dòng)力電池包
驅(qū)動(dòng)復(fù)用的含義正是如此。比亞迪的充電回路設(shè)計(jì)的很巧妙，沒有將充電樁直流輸入的電源DC+和DC-直接接到電池包兩根直流母線上，而是利用了IGBT逆變橋及電機(jī)定子繞組，搭出了一個(gè)Boost升壓電路（見下圖藍(lán)色線路部分）。圖中接觸器斷開時(shí)，這就是一個(gè)普通的電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路；接觸器閉合時(shí)，這就是一個(gè)充電回路。這種設(shè)計(jì)的好處是，三相IGBT、續(xù)流二極管和電機(jī)繞組都可以并聯(lián)在一起使用，功率足夠大（前電機(jī)163kW），并且不需要額外的散熱回路和安裝空間。
下面這個(gè)圖就是比亞迪的專利里面展現(xiàn)的框圖，103是外部的電壓源，可以理解為充電樁，通過(guò)電機(jī)的線圈和IGBT模塊組成三個(gè)并聯(lián)的boost電路，通過(guò)調(diào)整三相不同IGBT開關(guān)的占空比和頻率，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)充電樁電壓的升壓操作。C2就是車上的動(dòng)力電池，通過(guò)這個(gè)系統(tǒng)升壓在C2上得到一個(gè)高電壓。
比亞迪漢得升壓boost電路原理見視頻
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