这篇文章我想把 Taycan 的充电方面的构思来内容整理出来,因为内容比较多,我想分两篇来写,上篇是外面的充电解决方案,包含慢充和快充,主要看保时捷开发的一些模块化的内容,特别是家庭能量管理器和充电箱电源管理,包括模块化的嵌入式控制器;第二部分有关于车内的充电管控,主要涉及到不同国家的方案,包含 CCS、国标和 Chademo 三种标准的支持,还有内部的涉及充电管理的部分,和 E-tron 和 Model 3 做一些对比。

 

01. 保时捷交流部分

保时捷的充电管理部分,主要包括:

 

  • 家庭能量管理器:交流充电基础设施中进行负载管理的能量管理器,支持以太网、PLC 多种通信模式,作为联网的中枢。

  • 保时捷移动充电智联单元:分成保时捷移动充电器和保时捷移动充电器智慧互联,前者是一个移动单元,可以随车使用,后者是作为家用充电桩的核心单元,可以嵌入到不同形式的充电桩里面。

 

图 1 保时捷交流部分 

 

1) 家庭负载管理器 这个控制器主要分为局部的管理,涉及到负载管理、能源管理和价格管理:

 

  • 负载管理:当交流充电器的电源功率负荷受限制,通过这个管理器来分阶段降低连接的交流充电基础设施的充电功率,以避免产生电力瓶颈(以停电形式) 

  • 如果局部电网设置了分时计费,可以在电价随时间变化的情况下为保时捷移动充电器智慧互联进行价格优化 

  • 在使用太阳能设施(同一个电源子网下),可以根据太阳能的情况来优化充电 

 

图 2 家庭能量控制器

 

2) 充电终端 这里包含模式 2 移动充电和模式 3 的固定充电桩,两种变体,都支持 3.6-11kW 的。在这个控制器里面,主要包含必有的功能:

 

  • PE 监测(交换式 PE)/ PE 故障电压监测 

  • 主电源插头的温度监控操作 

  • 电流只能分两档降低 

 

前者是有 LED 来实现显示的,后者通过 5 英寸的触摸屏,后者里面包含了很多的内容:

 

  • 光伏优化的充电(与光伏装置的最佳交互) 

  • 价格优化的充电(定义的充电时间设置) 

  • 充电电流可以按照 1A 来细分设置 

  • 支持 ISO15118 进行 Plc 通信、支持 Wifi 和以太网通信 

  • 支持诊断和统计信息 

 

图 3 交流充电终端 

 

02. 保时捷直流部分

直流快速充电是 Taycan 最重要的差异化,使用 800V 系统可以非常快速地充电,如下图所示这里使用了一个充电箱的充电管理器,和交流的部分相似,然后外置两种不同配置的快充充电箱。

 

图 4 保时捷直流部分概览 

 

保时捷为这台车配置了几种解决方案,包括基本的充电箱和高级方案 

 

1) 充电箱具有集成的缓冲储能设备,容许使用最大额定功率为 110kW 的保时捷,在需要的时候提供高达 320kW 的充电功率。这个集成的装置包括电源组件、冷却组件和集成的储能电池作为能量缓存 Buffer。这个电源里面配置了 140kWh 电池 

 

2) 保时捷高级充电箱:由一个保时捷变压器(或者隔离变压器箱)、一个或多个电源箱以及冷却箱组成。如下图所示,可以扩展为不同的系统,由于电网对于低电压的功率有限制,需要使用中压的电源连接,所以这里设计了带有集成电隔离的专用保时捷变压器。

 

图 5 充电箱 

 

小结:从 PHEV 过渡到 BEV,保时捷其实在充电设施方面想了不少事情。