越來越多電動車開始採用 800V 電路架構,以獲得更好的充電功率與其他好處,然而多數快充充電樁仍使用 400V 電壓,就會發生無法充電的問題,而各家車廠的解決方法也不盡相同。
電動車從早期的 400V 架構進化到 800V 架構時,由於電壓更高,只需要更小的電流就能達成相同功率,藉此帶來較低的發熱、較細的電線需求、對功率元件的耗損也更低。相對的,800V 架構需要使用成本更高的 SiC 元件,和更高的絕緣要求與安全防護(對抗高壓電弧)。雖然有這些代價,不過考慮到電動車充電功率不斷提升,比起不斷拉高電流,改採更高電壓,目前還是較實際的方法。
然而目前多數快充站都採用 400V 電壓,如果直接插進 800V 的車,就會發生賓士 CLA EV 之前尷尬的事件:無法充電。拋開電路學原理,這就像你騎一台腳踏車上高速公路,要從匝道匯流進去簡直不可能。
理論上要解決這個問題有許多方法,不過實務上車廠目前分成三個流派。最直覺簡單的解法就是增加一顆 DC 升壓轉換器,幫充電樁進來的電升到 800V,代表案例就是保時捷 Taycan 電動跑車。然而車上空間有限,多一套硬體也增加成本和重量,這某方面也說明了為何 Taycan 車身雖長,但車室內空間並不大。
第二套解法就是將車載電池改為「串並切換」,概念就是將電池組分成兩半,各自為 400V 電壓,當充電樁支援 800V 時,系統就能切換成串聯模式,使用更高電壓,代表案例是保時捷 Macan EV 和 Tesla Cybertruck。這個方式不需要額外的增壓器,但需要一套更複雜的切換系統,其電控和安全設計也更為精密。
第三套解法更為精密複雜,利用「整合牽引式(Traction-Integrated)」逆變器,以馬達繞組做為升壓用的電感,藉此取代增壓裝置。這套解法目前只有現代集團使用,因為這等於是把車載馬達和充電系統綁在一起,同時牽涉到半導體技術,想做到這樣的程度,就必須從最初的平台開始設計,沒有替代空間。
▲ 現代整合逆變器馬達共有 12 組開關組合,可以精密控制電壓。(Source:Hyundai)
除了在車上解決問題,比亞迪也希望在車外解決這個問題。他們推出最新的 1000V 超高壓平台,要如何解決升壓問題呢?一方面這款新架構還是使用了「串並切換」的方案,可以對應電壓較低的充電樁,但特別的是,比亞迪可以支援雙槍充電,一次插兩隻槍,同時幫「並聯」模式的兩組電池充電,這個做法和 Tesla 三年前展示的重型卡車 Semi 雙槍充電相似。不過這也是折衷方案,他們正在自己建設支援 1000V 的快充站,只有在這個情況下,可以達成最高充電功率。
處理電壓是一件頭痛的事,但為了能夠避免電流不斷增加,這似乎是無可避免的難題。有沒有可能不用超高電壓,就能增加功率的方法呢?那可能要先破解 P(功率) = V × I 這條公式才行了。
(首圖來源:Porsche)






