保时捷对400V到800V升压系统的设计

在保时捷和大众的设计中，800V的系统需要向前兼容400V的快充桩，也就是说车里需要配置一个兼容性的升压系统， Taycan在设计的时候，在整车系统里面考虑了多个电压系统，包括800V（动力电池）、400V、48V和12V（LFP电池）。这里就需要多个DCDC进行转换，要把电压转化为400V、48V和12V。而很关键的设计，是这个充电泵。

▲图1.Taycan内的400V到800V的升压系统

Part 1高压升压器的设计考量

Taycan的400V升800V高压的充电器工作原理有点复杂，实际的想法是做一个独立的系统，工作原理是一个充电泵，通过高频的切换把电压泵上去翻倍的策略来做的，特点是不需要线圈，直接告诉外部的直流充电站1/2的实际需求电压，然后通过电压泵拉回来。充电泵的原理采用60Hz的控制频率，先让电路总为C1和C2充电，然后通过C1和电压源串联，让输出电压的两倍减去二极管的压降。

▲图2.400V=>800V的电压泵

这个是它的基本原理，好处是这个400V到800V是独立的部件系统，并不使用原有的动力总成的部件，专物专用。

Part 2具体设计方案

从部件设计来看，这个产品输入电压氛围260-430V低压段（升压）和470V-870V高压段（旁路），对应的输出电压范围主要取决于电池的需求，而整个功率范围是50-150kW。

▲图3.升压部件的参数规格  

这里最主要的部件是里面的功率模块和电容两部分，配合使用一个EMI的滤波电容。

▲图4.升压部件内部的主要元件

在这个部件里面，由于存在升压和旁路两种模式，所以就需要和PDU整合在一起，整个逻辑控制部分是围绕Aurix来进行的，下面黄色部分，都是带高压的。绿色部分的是控制部分（低压），这个系统架构也是和电池系统配合动作的。

▲图5.具体的设计原理

如下图所示，外部的直流电压输入以后，进入主EMI的滤波器，然后连接直流电容（C1和C2），配合IGBT模块（开关和二极管）以后可以顺利的升压。

▲图6.功率部分概览

小结：这个400V到800V的升压系统，对于很多的800V系统来说是一个挺好的设计，主要是和原有的系统解耦，整个设计可靠性比较高。时间比较紧，先写这么多吧。

审核编辑：汤梓红