汽车行业正面临着不断提供能吸引更多受众的创新解决方案的挑战，而这正推动着提高电池电压的发展趋势。当前，道路上的大多数乘用电动汽车都采用400V电池。电动巴士和电动卡车是600V级别的车辆，乘用车正开始采用800V电池。
相较于现有的400V系统，800V系统的推出是一大进步，并且其推出速度比许多人预期的要快。800V系统有何优势？它们如何帮助解决一些对消费者构成障碍并减缓电动汽车推广的问题？
800V电池如何影响车辆设计？
800V系统通常也从硅基IGBT转向碳化硅（SiC）MOSFET。SiC器件可提供更高的开关速度，因此开关损耗更低。这有助于提高工作频率，由于谐波电流减小，进一步降低电机损耗。
重量、体积和损耗的减小为车辆设计人员提供了选择机会，可以根据特定细分市场在成本、性能和续航里程之间进行平衡。成本的降低使解决方案更容易被中端消费市场所接受，而不仅仅是高性能车辆。
保时捷的全电动跑车Taycan的续航里程为420公里（260英里）。它采用800V电池架构，在300A（240kW）的快速充电站上仅需22.5分钟即可将电量从5%充电至80%。它仍然能够使用400V充电站，这需要大约90分钟。起亚已宣布推出EV6800V架构汽车，该车在18分钟内从10%充电至80%，最大功率为239kW，增程版可行驶480公里（300英里）。
800V架构的采用速度快于预期
汽车市场采用800V架构的速度比最初预期的要快。保时捷一路领先，但不只是跑车-起亚和几家中国制造商现在提供800V汽车。正如汽车市场的典型情况一样，创新始于高端汽车，随着技术变得更加经济实惠，慢慢地进入大众市场。800V系统带来的好处包括节约成本，中端消费市场可以比最初想象的更快地利用这些成本。
800V系统中电源解决方案的设计要点
电动汽车中的高压连接子系统通常需要一个高压到低压的电源。提高到800V需要更高的隔离度和电压额定值。
电动汽车电池组由许多以串联/并联组合方式连接的单体电池构成。每个单体电池的工作电压范围为3.1V至4.2V。对于标称800V系统，大约有198个串联电池，总电池组电压为610V至835V。由于再生制动期间电压升高的影响，通常会增加20V至30V的电压，使最大电压达到865V。电源内部开关的额定值必须明显高于该电压。对于反激式变换器，必须额外增加150V至200V的电压，使开关应力达到1065V。应用通常的20%降额，可得到至少1.33kV的规格。
另一个重要的设计要点是需要低电压启动，通常为30V至40V。车辆安全系统需要首先上电，以确保在任何东西开始移动或可能发生故障之前，所有的控制电子装置都能运作。设计一个工作电压介于30V到>900V的电源可能具有挑战性。
PowerIntegrations（PI）发布了两款新的符合AEC-Q100标准、额定耐压1700V的IC，为其InnoSwitch3-AQ产品系列再添新成员。这两款新器件解决了800V系统所面临的上述设计挑战，为汽车领域带来一系列有价值的功能，并为未来设计提供了通向更高电压的途径。
图1：InnoSwitch3-AQ1700V器件可实现简单、加强绝缘的汽车电源
图2：额定耐压1700V的InnoSwitch3-AQ无需额外的外部元件
InnoSwitch3-AQ具有30V启动电压，这对于为汽车应用中的安全系统上电至关重要。分立解决方案需要在初级侧添加额外的元件，才能实现30V启动，这需要付出相当高的成本。连接到高压母线的每个元件都必须针对多种故障模式进行测试，因此PI器件的高集成度优势可以节省系统成本，最多可减少50%的测试用例。
减少元件数量对电动汽车来说至关重要。由于元件更少，因元件本身而导致的故障率随之降低，而且焊点也更少，可靠性更高。电路板面积的节省更为显著，因为这减轻了重量并提高了功率密度，可腾出更多的内部空间，这些都是电动汽车市场上的重要优势。
InnoSwitch3-AQIC的独特架构使其可以位于安规隔离带上，而这里是PCB上通常无法使用的空间。实际上，它可以放置在变压器下方。这种设计不占用PCB空间，这对设计工程师来说意义重大。
图3：可扩展性允许相同的设计以微小的变化提供不同的功率水平
随着新的50W和70W输出功率器件的加入，PowerIntegrations的InnoSwitch3-AQ产品系列现在已更为丰富，可为电动汽车提供400V、600V、800V及更高母线电压的设计方案。