800V架构下，给充电桩带来了哪些“改变”？

在800V高压下，快充技术是解决电动汽车充电瓶颈的关键途径之一。它对于提升电动汽车的整体竞争力，推动新能源汽车市场普及具有重要意义。

800V高压快充技术的发展也促进了充电基础设施的更新换代，促使充电站安装更高性能的充电桩，以满足新型电动车型的需求。本期笔者就跟大家聊聊800V架构下，给充电桩带来了哪些“改变”？我们先聊聊充电桩的结构和原理，充电桩有两种：交流充电桩（慢充），将电网的交流电直接提供给车辆上的车载充电机（OBC），车载充电机再将交流电转换为直流电，并控制充电电流和电压，以安全的方式为电动汽车的动力电池充电。

直流充电桩（快充），内置了整流单元、功率变换器等设备，可以直接将电网的交流电转换成直流电，并根据电池管理系统（BMS）的指令，输出合适电压和电流对动力电池进行快速充电。这一过程无需通过车载充电机，所以充电速度更快。

01  主要结构

充电桩的外壳：不仅起到保护内部电气元件的作用，还提供安装支撑和防风雨功能。外壳材质需具备良好的绝缘性和耐候性。

充电接口（充电枪）：是充电桩与电动汽车电池系统之间的物理连接点，包括插头和插座部分，能够传输高压直流电或交流电，并且具有相应的锁定和防护机制以确保安全连接。

控制面板：包含显示屏、触摸屏、按键等组件，用于显示充电状态、费用信息、操作指南等，并允许用户输入充电参数或选择服务模式。

电气模块：分别包含了逆变模块（仅限于交流充电桩）和整流模块。整流模块的功能是将电网输入的交流电整流成直流电，并转换成外部车辆所需要的的电压再输出。一般来说，整流模块会采用两级式变换结构，主要包括AC/DC整流电路和DC/DC电压变换电路。逆变模块在一些场合下，需要对交流电进行功率调节和控制。

功率控制器：负责根据车辆电池管理系统（BMS）的需求调整输出电压和电流，实现智能充电。

计量模块：用于精确测量并记录充电电量，以便于计费结算。

通讯模块：实现充电桩与电动汽车、后台监控系统以及支付系统的数据交换，支持GPRS、4G/5G网络、蓝牙、Wi-Fi等多种通信方式。

安全防护装置：如过载保护、短路保护、漏电保护、防雷击保护、温度检测等，确保整个充电过程的安全性。

电源接线端子：与外部电源相连，确保电力供应稳定可靠。

电缆与线束：用于连接充电桩与电动汽车的高电压电缆，需满足一定的导电性能和机械强度要求，并配备必要的防护措施。

冷却系统：在大功率充电时，充电桩可能需要配备散热设备，如风扇、液冷循环系统等，确保设备运行温度在合理范围内。

02  800V下的改变

800V下的充电桩，电气性能升级是毋庸置疑的。除此之外，在安全性、智能化以及对电网影响等方面也都需要做出相应的优化和改进。

电气性能升级：800V的高压环境对充电接口的绝缘性、耐压性都有更高的要求，这需要充电枪和电缆等组件采用更高等级的绝缘材料，并且设计更加优化的接触结构和密封措施，减少电弧放电风险，同时增强机械强度以适应更频繁的大电流充电操作。还需要充电桩配备高耐压、大容量的充电模块，支持高达350kW甚至更高功率的快速充电。

安全性和智能化设计：这一点是最主要的，在大功率充电时，充电桩内部元器件产生的热量会显著增加，传统的风冷方式可能无法满足散热需求。为确保长期稳定运行，液冷技术需要登上舞台，通过冷却介质循环带走大量热量，来保证充电桩在高强度工作状态下的安全与可靠性。

智能化这方面要实现与车载BMS（电池管理系统）的精准通讯，实时监控并调整充电参数，如充电电流、电压及温度等，防止过充和热失控。此外，充电桩应能兼容多种通信协议，实现远程监控、故障诊断、预约充电等功能。

针对电网方面：高压快充设施需考虑对电网负荷的影响，要考虑如何通过智能调度、负载平衡等手段减轻对电网的冲击。

通过智能化调度和储能设备的配套使用，避免对电网造成过大冲击。例如，在电网高峰时段降低充电功率或利用储能装置平抑充电峰谷，确保电网稳定性。

03.  液冷超充

那去年比较火的液冷超充是怎么回事呢？其实说白了就是采用先进的液冷散热技术来提高充电效率和安全性，并且能够在短时间内提供大功率的充电服务。

液冷超充桩在电缆、充电枪等部件内设置了专门的液体循环通道，当电动车连接上充电桩进行充电时，高电压和大电流通过电缆传输至车辆电池。

在充电过程中，由于大电流通过电缆会产生大量热量，这部分热量会被内置在电缆内的冷却液所吸收。所用的冷却液通常是具有高热导率的特殊介质，能够快速地将产生的热量从电子元件或电缆内部转移出来。

然后，利用动力泵推动冷却液在循环通道中持续流动，形成一个闭环系统。冷却液在循环过程中经过换热器（如散热器），将热量散发到外界环境或专用的冷却设备中。

与传统的充电技术相比，液冷充电具有更高的充电效率和更长的电池使用寿命。它适用于各种类型的电池，包括锂离子电池、镍氢电池等。由于其高效、稳定的充电性能和广泛的应用领域，使得液冷充电技术正逐渐成为充电技术的趋势。

之前还有企业弄过一种地冷散热，就是把液冷核心部分被埋在了地下，充电桩体也埋在地下，仅有充电枪露出地面，这样整体占地面积小，噪声也几乎为零。有些还会利用喷泉、水管等外部水源来散热，很巧妙地利用了原有资源的天然特性。

但是，充电模块则区别于目前我们看到更为方正标准化的设计，而是采用了刀片式液冷超充模块设计，便于插拔。在功率方面，据介绍，这款地埋式充电桩可最高支持1000V/600A的大功率输出，最初落地是在德国。

华为的超充桩是通过液冷散热，使产品寿命达到十年以上，用的是全模块化打造的单柜最大720kW的超充功率，支持12路枪线输出，功率柔性演进。融合光储，通过智能削错锋，免电力扩容直流叠储效率提升2.5%，达到超快一体，实现全超充覆盖全功率段车型。

而在充电模块的成本拆分中，半导体功率器件占到充电模块成本的30%，在高压快充的趋势下，碳化硅器件在半导体功率器件中的运用能有效形成耐高压、耐高温、更安全的优势。

与传统硅基器件相比，碳化硅模块可以增加充电桩近30%的输出功率，并且减少损耗高达 50%左右；另外，碳化硅的使用能够有效提高单位功率密度，减小模块体积并简化电路设计，在其他材料成本上起到降本增效的关键作用。

也正是随着充电模块功率的提升，传统风冷已无法满足其散热需求，液冷成为高功率充电模块散热的新方案。液冷以更高的散热效率、更低的噪音以及更安全稳定的性能成为了该行业当前主流的发展方向。

值得一提的是，英飞源也推出了基于统一尺寸的ACDC、DCDC、双向ACDC等全系列液冷模块，还有全液冷充电系统解决方案。该系统由输入配电单元、功率变换单元、液冷散热单元及充电终端构成。系统采用混合母线输入，可以通过更换功率变换模块及输入配电单元来灵活配置储能容量，便于运营方根据不同站点配置设备而不用定制设备。

综上所述，充电桩这样的基础设施建设对800V高压的发展关重要，它代表着更快捷、高效且前瞻性的充电解决方案。而大功率液冷超充技术的发展与布局，需要车企、电池企业、桩企等多方配合。此外，为了满足未来越来越多采用800V高压平台的新能源车型的充电需求，充电桩必须具备相应的兼容性和升级能力，这不仅为现有车主提供更好的充电体验，也为未来的市场需求提前做好布局。