技术讨论｜PPE里面电池和充电设计

保时捷从大众集团拆分出来以后，正式发布电动平台架构PPE ，之后又爆出来大众集团SSP新平台可能要延期。

我个人理解，随着集团做拆分处理，每个品牌的自由度更大了。对于奥迪和保时捷来说，这个PPE新架构可针对电动汽车特性优化布置和空间表现，满足不同驱动形式和不同性能级别的车型需求。而且预计到2025年，超过一半的保时捷新车将为纯电动或插电式混动车型，基于PPE 的车型将是纯电动Macan，这种走量的打法。一下子去切SSP并不合适，在这里有很重要的点，我觉得结合现在的信息来说一下。

▲图1.保时捷的SSP平台

800V平台如何充电，在上一代的产品中，保时捷用了一个DCDC，而现在的新设计中，也开始使用 "组合充电"技术，即在实际充电过程开始之前，电池中相应的高压开关（闸门）会自动切换。这有效地将800V电池分成两个电池，每个电池的额定电压为400V ，可以在一个400V充电桩并联充电。目前这种技术等于和GM的技术反着来，也就是说这么几家企业，都想着在充电状态下，把电池组灵活组合。

▲图2.400V和800V充电模式

Part 1

PPE的动力总成技术概览

PPE平台是延续800伏架构，在动力总成上采用新一代的电机，配备先进的电池和充电管理系统。保时捷和奥迪共同开发了一个针对高端纯电动车的架构，它的益处是多方面的，例如在布置和空间方面。PPE架构在轴距、轮距和离地间隙方面提供了很大的操作空间，可以实现不同细分领域的多种车型的需求。

动力系统的输出可达450kW，扭矩超过1000Nm ，包括后驱、四驱及不同性能级别的多种车型需求。使用发夹式绕组的永磁同步电机，纯电动Macan中，使用新一代的永磁同步电机，水套冷却系统进一步优化，功率密度最大化。进一步全面优化的例子是双V层，即转子中的磁铁排列。在这里由于800V系统，在后桥上的逆变器中使用碳化硅SiC模组。

▲图3.PPE的不同配置和选择

在电池系统里面，实际上是有两种配置的。

电池都从软包选成了方壳电芯，电芯的容量只有67AH，每个模块34个电芯。

◎12模块版本标称204s2p ，系统电压737V。

◎10模块版本标称170s2p，系统电压614V。

在这里最重要的设计变化就是"组合充电"技术，即在实际充电过程开始之前，电池中相应的高压开关（闸门）会自动切换。将800V电池分成两个电池，每个电池的额定电压为400V，可以在一个400V充电桩并联充电。

▲图4.PPE的充电设计

这个其实有点像之前奔驰做EQC的系统一样，把电池包分成两个部分，分别做一个独立的电池配电管理和预充系统。然后再用一组组合的接触器来实现两个电池包的串联和并联的切换。

◎串联：就是用一组继电器把两个电池包的正负极相连。

◎并联：用两组继电器把正极和负极分别并联起来。

设计的难点在于，原有的一组正负极需要保留。

▲图5.设计概念思考

这是一开始个别企业系列设计的基本逻辑，目前也开始扩展到各个车企。

▲图6.新的设计的可能性

Part 2

高压部分的保护

从设计来看，把800V的电池分解成两部分电池，如果状态不一致，也可以先同步到一致的充电状态，然后再同时充电。从不同的企业来看，使用电气元件的布置方式来组合使用，通过高压接触器取代原来的东西，最主要还是为了效率。毕竟从成本来看，分成两部分以后，单个接触器的电流没升高太多。

目前保时捷已为其集成电源箱申请了专利，除了可以减少所需的电缆和重量外，还降低了成本。这个集成电源箱通过将车载交流充电器、高压加热器和直流/直流转换器这三个部件组合在一起以节省空间。

我是觉得这方面比较可惜，因为国内也有这方面的讨论，说到底还是要做出来才有好的设计。

小结：这个设计挺有意思的，我们可以持续追踪这个方案的落地。