撰文 / 李勇    编审 / 翟悦

制约纯电动汽车有两大痛点,里程焦虑和充电焦虑,然而动力电池能量密度和动力系统效率的突破更多的本质是一个化学问题,它并非车企的强项,因此发展大功率充电技术就是目前国内外行业的普遍共识。
按现在的主流意识,800V整车架构是成为纯电动汽车中高端配置方案。而800V 高压快充是一个宽泛的说法,目前的800V电气架构是指动力电池、高压配电系统、电驱系统、电动压缩机总成、DCDC、OBC等高压器件的电压等级全部或部分达到800V。

01.

800V只是峰值的概念?
广义上的800V是包括电压550V-930V的区间,因此像小鹏G6这样动力电池额定电压551V的车型也算压线进入800V的领域。
因此,800V并不是我们所理解的从给电车插上电到拔出整个充电过程一直维持在800V电压,那800V只是峰值的概念?
腾势销售事业部总经理赵长江在接受媒体采访时讲到,「其他车企真正达到800V电压可能只有5至10分钟,我们的是宽峰值」。
但其实满足动力电池的充电效率,才是800V架构的最大目的,电压跑不跑得满800V,并不是很重要,重点在最终的功率是否能够提升。
现阶段,其他车企的要达到快充就需要搭配高压充电桩,而腾势N7在面临高压充电桩数量不足时,采用双枪大功率超充技术,将“单枪”充电升级为“双枪”超充,并适配全国主流公共直流桩。
据悉,腾势N7的双枪快充技术在普通 240V 的普通公共充电桩上也能实现快速补能,这样充电覆盖范围更广,持续时间更长,可适配更多种类的充电桩,能提供更好的使用体验。
充电仅15分钟,大于行业普遍的5至10分钟峰值,这也就是赵长江所说的“宽峰值”,靠这一项技术可使腾势N7续航里程增加240多公里。
此外,比亚迪董事长王传福今年4月份也曾表示,「当前行业还没有形成超充标准共识,为破除瓶颈,建议采用“多枪快充”模式」。
也就是说,现在的800V还是没有达到全面的普及和共识,仍然面临诸多困难,而多枪快充模式也是当下高压充电桩无法满足下的另一种选择,目前满足800V高压快充的充电桩覆盖率仅为26%,供需失衡较为严重,导致高压充电桩「一桩难求」。

02.

够全够硬,才是真正的800V?
真正的800V需满足全域高压化,很多车企品牌还是停留在概念和布局的阶段,全域高压是包括电控、逆变器、OBC系统等等,都需要替换为碳化硅芯片,此外电机、空调压缩机、加热器等零部件,也都需要耐高压升级。
比如很多车企都是电池组是800V,但其他元器件是400V,还要依靠DC/DC降压来适配。就好比电池是800V但是其驱动电机是400V,这就需要DC/DC来降压,将电池组的800V降压到400V,这期间就涉及到能量的流失等问题。如果二者都是800V高压,那就不需要高低压之间的转换了,也就不会在工作中产生过多热量,而这些热量本身也是能量被浪费掉的一种形式。
系统内的损耗越低,实际电耗就越低,同样的续航里程之下,采用800V全域高压平台的纯电动汽车自然也就越“扎实”了。
保时捷Taycan其充电功率可提升至 350kW,在 22.5 分钟内电量从 5% 充到 80%,受限于当时的供应链,空调压缩机、DCDC等零部件只能继续使用400V配件,算不上「全800V」,其电池还是通过串联两个400V标注的动力电池实现所谓的800V规格水准的充电电压。
800V高压平台的大范围商业化落地并没有想象中的那么快,哪怕已经实现了800V高压平台量产上车,也会受到各方面的限制,比如充电桩等基础配套设施。
国内数量最多的120kW国家电网充电桩,其工作电压虽然最高能够达到750V,但由于当前绝大多数纯电动车还处在400V时代,所以即使保持200A的最大电流,其实际充电功率也只有80kW。而采用了800V高压平台的新能源汽车,就能充分发挥这120kW额定充电功率。
但是配套设施的铺设,也面临着很多问题。改进线路与变压器,建设成本更是高达13.4万元 / 桩,这意味着额外的成本,再加上社会、民生各方面因素的影响。
其次,800V车型充电功率普遍能达到200kW以上,对于一座总功率800kW的充电站,过去能同时充6-8辆车,现在只能充3辆车,且充电功率与当地的充电环境、电力使用情况挂钩,实际情况并没有那么理想。 
值得注意的是目前特斯拉也开始转向高电压模式,其V4超充桩电压达到了1000V,最大输出功率600KW。
电动汽车的充电效率,必然与电网、充电桩、车等多方面相关,没有相配套的充电桩、配电网,充电服务很难完全满足。
而建设充电桩和换电站,不仅需要在规划期间做好与产品之间的匹配,对于长期的规模化投入也是一场极大的考验,这部分沉没成本很多车企是不愿承受的。电网电桩跟不上,800V也只是「空中楼阁」。

03.

全面800V,成本是一座大山
800V的规模化应用还得益于碳化硅器件对传统硅基半导体器件的替代。碳化硅器件尺寸小、功耗低,变相的提升了新能源汽车的续航能力。
从成本方面来讲,将800V的成本降低至接近400V就目前而言还非常困难,再加上碳化硅供应链并未完全成熟,成本更是大幅增加。
而高端车型的「品牌溢价」似乎能一定程度上覆盖800V平台的成本,但这也不是意味着800V就是高端车型的专属。
保时捷Taycan的最高电压可以达到835V,Lucid Air最高电压924V,此外路特斯Eletre的最高电压900V,这些车型无一例外都是高端品牌的高性能纯电车型。
而国内主流的800V平台中,小鹏G9的最高工作电压为700V,阿维塔11的最高工作电压为720V,且价格也都不便宜,小鹏G9的800V版,起售价要来到39.99万元,全系800V的阿维塔11,最便宜也达到31.99万元。
特斯拉能源工程高级副总裁Andrew Baglino也表示,「高压平台确实存在具有优势,但Model 3和 Model Y等小型车辆切换到800V的成本远远超过了其带来的优势」。
在车企的角度下看,目前400V能做的快充,是能覆盖800V带来的好处。
现在的纯电高性能车型无一例外都将800V和碳化硅进行了绑定。当然,全面应用碳化硅后的好处还是很多的,比如电驱系统的能量效率可以从400V平台的87-89%提高至91%-92%,整个电驱系统总成的体积与重量降低,相同里程需要消耗的电量也降低。
除了碳化硅材料外,一些电子元器件的用量用料成本都要增加。一般高端车型的800V会采用多电驱配置,势必会提升薄膜电容的用量,目前薄膜电容ASP为200元,800V趋势下,薄膜电容ASP提升约20%。
高压直流继电器作为自动控制开关元件,起到高压电路控制和安全保护作用,新能源车对高压直流继电器具有刚性需求。800V平台电压电流更高、电弧更严重,对高压直流继电器耐压等级、载流能力、灭弧、使用寿命等性能要求提高,产品需要在触点材料、灭弧技术等多方面改进,附加值提高。另外乘用车配置数量以4-5个为主,充电桩多为2个,目前A级车高压继电器单车价值量为800元左右,预计800V电压平台单车价值量将提升40%。
此外,熔断器当前单车价值量约在200-250元,800V平台下保守方案采用热熔丝和激励熔丝,激进方案只采用激励熔丝,随着激励熔断器市场渗透率的不断提升,预计单车价值量将达到250-300元。

04.

800V,非上不可?
在400V架构下,要想实现150kW的快充能力,需要至少375A的峰值电流,充电是要发热的,发热量和电流的平方成正比(P=I² R T)。
同样一台车,切换到800V架构,要想实现150kW的快充能力,只需要186A的峰值电流,电流变小,电阻不变的情况下,单位时间的发热减少,就不会因为快充导致的发热保护而必须切换到缓充模式,充电效率将大幅提升。
800V架构下电压翻倍,车内高压线束可以适当做细一点,如此一来就节省了车重,变相提升了电动车的续航能力。
当然,800V的概念火热,离不开中国新能源汽车市场的「内卷」。只有当高功率充电设施真正普及和800V平台成本进一步降低时,800V才会由概念切换成现实,从量变到质变。

但大规模的普及和应用并非一日之功,因此,国内车企应对800V技术架构更积极地尝试,做好前瞻性的技术规划和落地。而受益于新能源汽车的渗透率进一步加大,消费者用户对新能源汽车的态度也会伴随着800V带来的性能提升而进一步发生转变。


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