純電動(dòng)汽車的接受程度很大程度取決于其續(xù)航里程與充電的便利性，800V甚至1000V的系統(tǒng)通過(guò)提升系統(tǒng)電壓與電流，使得充電功率大大增加，從而縮短充電時(shí)間。對(duì)于在家或公司沒(méi)法充電，沒(méi)有固定充電位的車主來(lái)說(shuō)，超級(jí)快充帶來(lái)很大的方便性，而充電時(shí)間的減少也可以減少車主里程的焦慮，提高車輛的使用率，對(duì)電動(dòng)汽車的市場(chǎng)推廣起到很大幫助。

1、1000V快充下電池容量的選擇

下面這個(gè)圖顯示了在不同功率充電的情況下城際間行駛，內(nèi)燃機(jī)車與純電動(dòng)車輛的使用時(shí)間，對(duì)續(xù)航里程為300英里的BEV與內(nèi)燃機(jī)車對(duì)比，在圖示的條件下，行駛525英里，兩者的總時(shí)間僅相差8分鐘，因此在超級(jí)快充條件下，BEV在便利上可以說(shuō)與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車無(wú)太大差距了。

圖片來(lái)源：Enabling Fast Charging: A Technology Gap Assessment

但也可以從另外的方面考慮，即便是單體一致的情況下，快充功率與電池容量之間其實(shí)并非直線相關(guān)的，同時(shí)整車能耗也會(huì)升高，而電池容量大也意味著成本會(huì)上升，因此在綜合使用場(chǎng)景、電池成本及經(jīng)濟(jì)性方面考慮，選擇合適的電池系統(tǒng)而非最大化的電池系統(tǒng)是要重點(diǎn)思考的問(wèn)題。

2、1000V快充下電氣架構(gòu)的研發(fā)

1000V系統(tǒng)由于電壓的升高，線纜線經(jīng)相應(yīng)可以得以降低，同時(shí)充放電倍率的提升也可以提高車輛的動(dòng)力性能及再生制動(dòng)使用率，但相較于現(xiàn)存成熟的400V系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，電氣架構(gòu)設(shè)計(jì)也帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。

首先，電氣架構(gòu)上，1000V級(jí)別的功率電子部件雖然在工業(yè)上有所應(yīng)用，但真正達(dá)到車用級(jí)別的還不多，尤其是在前期，在架構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，整個(gè)架構(gòu)采用成熟的400V系統(tǒng)與1000V系統(tǒng)融合的方案，還是重新開(kāi)發(fā)整車1000V系統(tǒng)，值得我們從經(jīng)濟(jì)與技術(shù)上進(jìn)行思考。

其次，電氣安全上，電壓提升會(huì)絕緣及爬電距離要求更高，這時(shí)對(duì)高壓安全的保護(hù)要進(jìn)行相應(yīng)的加強(qiáng)，對(duì)高壓電氣部件的體積、重量及成本會(huì)也會(huì)帶來(lái)影響。

再者，電池系統(tǒng)上，電壓升高意味著串聯(lián)的個(gè)數(shù)更多，大電流充放電則對(duì)電芯提出很高的要求，兩者對(duì)電池的管理與均衡帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，電壓電流也對(duì)SOC預(yù)測(cè)產(chǎn)生影響，對(duì)傳感器的要求也會(huì)更加嚴(yán)格。

3、1000V快充下電力電子系統(tǒng)的影響

1000V級(jí)別的電力電子部件應(yīng)考慮接插件及功率部件的耐壓條件，在現(xiàn)存的功率電子部件，如Inverter，內(nèi)部的薄膜電容及系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制、電流傳感器等均需要使用高絕緣要求的部件。

高電壓對(duì)電機(jī)的設(shè)計(jì)在電機(jī)絕緣、繞組及電磁設(shè)計(jì)方面也有影響，高電壓使得電機(jī)的功率密度得以提升，基速也可以更高，但是由于絕緣材料的影響等可能會(huì)使得其熱管理性能變差，為提升其熱管理性能又反過(guò)來(lái)影響其功率密度。

1000V超級(jí)快充電氣架構(gòu)下，整車的熱管理系統(tǒng)將帶來(lái)新的挑戰(zhàn)，對(duì)相關(guān)的材料、結(jié)構(gòu)及熱管理系統(tǒng)等可靠性的研究將非常有必要，熱管理性能將直接影響整車及功率部件的可靠性及安全性。

4、1000V快充下充電安全及網(wǎng)絡(luò)安全的影響

由于1000V超級(jí)快充主要使用直流充電，這樣，車輛與EVSE之間的通信成為網(wǎng)絡(luò)安全的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，黑客可以通過(guò)車樁充電過(guò)程中或者模擬相關(guān)行為，對(duì)車或樁進(jìn)行攻擊，從而影響基礎(chǔ)設(shè)施及整車的網(wǎng)絡(luò)安全，因此，在充電的實(shí)用性與安全性上，在進(jìn)行整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)及兩者交互通信的設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)在滿足其正常充電功能的基礎(chǔ)上，保證網(wǎng)絡(luò)安全。

小結(jié)：

車輛的使用場(chǎng)景在整車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮，這對(duì)整車電池系統(tǒng)的選型至關(guān)重要。在綜合考慮對(duì)于車輛設(shè)計(jì)工況等的條件下，對(duì)整車系統(tǒng)電氣架構(gòu)與網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)功率電子器件的體積、重量及零部件的成本等進(jìn)行考慮。

當(dāng)然，1000V的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)牽涉到電氣架構(gòu)、電池、電機(jī)電控和基礎(chǔ)設(shè)施等整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，雖然不能一蹴而就，但最終實(shí)現(xiàn)起來(lái)，我還是比較期待和看好的。

參考資料：Enabling Fast Charging: A Technology Gap Assessment

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