[汽車之家行業(yè)] 長(zhǎng)期以來(lái)，里程焦慮問(wèn)題被認(rèn)為是阻礙電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化的痛點(diǎn)問(wèn)題。特斯拉最早通過(guò)增加電池容量來(lái)降低里程焦慮，如今車企推出的新車電池容量可做到100kWh，續(xù)航多在500km上下，甚至高達(dá)700km，續(xù)航不再是最大負(fù)累，但找充電樁難，充電慢，仍然會(huì)勸退一大部分消費(fèi)者。
補(bǔ)能時(shí)間長(zhǎng)是必須要解決的問(wèn)題。近幾年，高壓快充路線受到越來(lái)越多主機(jī)廠的青睞。先是保時(shí)捷、現(xiàn)代、起亞等海外車企發(fā)布800V平臺(tái)，之后比亞迪、長(zhǎng)城、廣汽、小鵬、蔚來(lái)和理想等中國(guó)車企也相繼推出或計(jì)劃推出800V平臺(tái)。所帶來(lái)的好處是，800V高壓車型可輕松實(shí)現(xiàn)5-10分鐘充電30%-80%，無(wú)限接近像加油一樣的充電體驗(yàn)。
理想很豐滿，但市場(chǎng)是否準(zhǔn)備好迎接800V快充呢？目前還存在哪些技術(shù)短板？大規(guī)模普及離我們還有多遠(yuǎn)？2月6日，均勝電子攜同濟(jì)大學(xué)專家在一場(chǎng)座談上對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行了解答。
■為何800V快充突然火了？
10年前，中國(guó)發(fā)展充電基礎(chǔ)設(shè)施是以慢充為主，快充為輔，但中國(guó)高密度城市的居民很多都沒(méi)有固定車位，這個(gè)現(xiàn)狀也進(jìn)一步加深車主的‘充電焦慮’。隨著電動(dòng)汽車保有量的增加，這個(gè)策略遭到了很大的挑戰(zhàn)。”同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院教授魏學(xué)哲指出，“車企的補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)自然有其必要性，但補(bǔ)能作為基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，提前布局，從而導(dǎo)致業(yè)界反思。而‘快充與慢充均衡發(fā)展’逐漸成為業(yè)界共識(shí)。”
快充就需要縮短充電時(shí)間，這至少需要4C的大倍率充電。而電池容量又不斷增大，要縮減充電時(shí)間，只能提高充電功率。特斯拉是首個(gè)意識(shí)到快充重要性并付諸行動(dòng)的廠商，以480V直流快充為依托，特斯拉的V3超快充可以實(shí)現(xiàn)“充電15分鐘，補(bǔ)充250km”。
當(dāng)前，主流電動(dòng)車采用400V系統(tǒng)，在電流限制下充電功率的設(shè)計(jì)極限難以突破200kW，若充電功率以350-400kW為目標(biāo)，800V的充電電壓就可以滿足需求。
首次提出800V快充概念的是保時(shí)捷。2019年，保時(shí)捷率先垂范推出搭載800V高壓平臺(tái)純電車型，保時(shí)捷Taycan(參數(shù)|詢價(jià))成了第一款采用800V平臺(tái)的量產(chǎn)電動(dòng)車。值得一提的是，國(guó)內(nèi)零部件供應(yīng)商均勝電子為保時(shí)捷相關(guān)車型提供了800V高壓平臺(tái)技術(shù)，涵蓋高壓充電升壓器、三合一集成式電壓轉(zhuǎn)換器等。
為何保時(shí)捷比特斯拉先提出來(lái)？“顯然不是保時(shí)捷更聰明一點(diǎn)。”魏學(xué)哲解釋，近幾年有個(gè)關(guān)鍵技術(shù)變化——新一代的半導(dǎo)體技術(shù)正快速成熟。原本的硅基IGBT芯片達(dá)到了材料極限，碳化硅則具備耐高壓、耐高溫、高頻等優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)800V快充的一個(gè)神助攻。
自這套方案成功落地后，不少車企也紛紛轉(zhuǎn)入800V高壓平臺(tái)的研究中。
2021年11月，小鵬發(fā)布了基于800V高壓SiC平臺(tái)的量產(chǎn)車小鵬G9，新車超級(jí)充電5分鐘可行駛200多公里。小鵬G9的所有元器件都是800V的，支持800V的高壓。
同月，長(zhǎng)城SL發(fā)布機(jī)甲龍，其采用800V充電技術(shù)，充電10分鐘可續(xù)航401公里，充電15分鐘可續(xù)航545公里，峰值電流可達(dá)600A。
理想汽車曾在理想L8發(fā)布會(huì)上表示：“在過(guò)去幾年，我們?cè)诜e極地布局純電平臺(tái)，理想汽車的純電動(dòng)車型將全部采用800V高壓平臺(tái)。”
此外，比亞迪、華為、極氪、嵐圖、蔚來(lái)等也相繼推出了800V的落地規(guī)劃。
2022年，均勝電子累計(jì)新獲800V高壓平臺(tái)相關(guān)訂單金額約90億元，除保時(shí)捷外，均勝電子還為大眾、沃爾沃、戴姆勒等車企提供800V相關(guān)產(chǎn)品。公開資料顯示，目前全球已推出或確定推出800V系統(tǒng)的汽車品牌多達(dá)20多家。
根據(jù)民生證券測(cè)算，2025年國(guó)內(nèi)搭載800V高壓架構(gòu)的新能源汽車預(yù)計(jì)為99.9萬(wàn)輛，3年復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)270.9%；全球搭載800V高壓架構(gòu)的新能源汽車預(yù)計(jì)達(dá)215.3萬(wàn)輛，3年復(fù)合年均增長(zhǎng)率達(dá)189.2%。
■800V快充是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)問(wèn)題
既然那么多車企開始布局800V快充，是否意味著該技術(shù)能夠得到普及了？
魏學(xué)哲總結(jié)了三個(gè)技術(shù)難點(diǎn)：一是電力電子技術(shù)，電壓提升所帶來(lái)的耐壓以及絕緣設(shè)計(jì)等問(wèn)題，SiC技術(shù)帶來(lái)的高頻斬波問(wèn)題；二是電池技術(shù)，快充對(duì)電池安全和壽命提出了挑戰(zhàn)；三是充電管理，電池狀態(tài)在快充過(guò)程中的動(dòng)態(tài)變化及其管理問(wèn)題。
目前市場(chǎng)上的快充，大多是400V架構(gòu)，車企在產(chǎn)品技術(shù)上還要面臨系統(tǒng)級(jí)升級(jí)挑戰(zhàn)。比如，電池、電機(jī)、電控、DCDC/OBC，連接器、空調(diào)熱管理系統(tǒng)和充電樁都要升級(jí)適配。寧波均勝新能源研究院院長(zhǎng)，寧波普瑞均勝汽車電子有限公司副總裁姜釗介紹，均勝電子可以為車企過(guò)渡性的產(chǎn)品和解決方案，即目前99%的400V充電樁都能充上800V電池。
可以說(shuō)，快充是一個(gè)系統(tǒng)級(jí)問(wèn)題，包括電池、充電樁、充電閉環(huán)控制三方面核心技術(shù)。
在魏學(xué)哲看來(lái)，解決快充的技術(shù)難點(diǎn)，問(wèn)題不大。比如，包括均勝電子、寧德時(shí)代等供應(yīng)商都能為800V快充提供相應(yīng)的產(chǎn)品和解決方案。但800V的大規(guī)模鋪開，關(guān)鍵在于商業(yè)上的實(shí)踐，從工程走到商業(yè)，最大的阻礙是成本。
雖然不少車企公布了800V車型，但真正應(yīng)用只是很小的范圍，大多聚焦于高端車型。
“800V的普及，不在于技術(shù)上的質(zhì)疑，它的起飛點(diǎn)在于成本。”姜釗表示，“為什么高端車要用800V？因?yàn)楦叨塑嚨挠脩魧?duì)價(jià)格不敏感，并不是說(shuō)只有高端車可以裝800V。”
正如特斯拉動(dòng)力總成和能源工程高級(jí)副總裁Andrew Baglino指出，特斯拉認(rèn)為在Model 3和 Model Y等小型車輛切換到800V的成本，還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)帶來(lái)的好處。目前來(lái)看在400V能做的快充，能覆蓋800V的好處。但是Baglino也承認(rèn)高壓平臺(tái)存在具有優(yōu)勢(shì)，但主要適用于需要更高充電功率或更大扭矩的大型車輛，比如特斯拉Cybertruck皮卡和Semi Class 8卡車最終可能會(huì)使用800V電壓。
『特斯拉Cybertruck』
魏學(xué)哲強(qiáng)調(diào)，“在技術(shù)上，800V路線是可行的，但現(xiàn)階段碳化硅千好萬(wàn)好，就是貴，它的成長(zhǎng)速度慢，晶體的成長(zhǎng)速度慢，它的良品率低，這些問(wèn)題不能夠很好解決，它的成本在短時(shí)間內(nèi)就不會(huì)降下來(lái)。”
■產(chǎn)業(yè)端亟待完善
除了成本問(wèn)題，碳化硅能否實(shí)現(xiàn)自主也給業(yè)內(nèi)帶來(lái)?yè)?dān)心。據(jù)了解，碳化硅技術(shù)也在美國(guó)、歐洲、日本開始全面普及，但中國(guó)的碳化硅投入實(shí)測(cè)的技術(shù)來(lái)看，依舊和歐美日本等國(guó)家成熟技術(shù)差距兩代。所以，對(duì)于國(guó)內(nèi)汽車的供應(yīng)鏈來(lái)說(shuō)，要從國(guó)外采購(gòu)到轉(zhuǎn)變成國(guó)內(nèi)自制，中高端產(chǎn)品不再受制于人，還需要一個(gè)等待的過(guò)程。
對(duì)此，姜釗的態(tài)度比較樂(lè)觀。他認(rèn)為，目前電動(dòng)汽車的電化學(xué)體系中，電池在中國(guó)，芯片在美國(guó)，這是一個(gè)錯(cuò)配。在弱點(diǎn)芯片方面，包括電源管理芯片、傳感芯片、通信芯片車規(guī)級(jí)處理器芯片等，龍頭企業(yè)有責(zé)任去參與其中，而在碳化硅等相關(guān)強(qiáng)電芯片上，相信中國(guó)會(huì)在補(bǔ)鏈上有一個(gè)破局，可以以創(chuàng)新聯(lián)合的方式來(lái)做。
車端800V平臺(tái)要發(fā)揮出其效用，仍有待相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈、新能源汽車生態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展。比如，基礎(chǔ)設(shè)施的鋪蓋也是一件需要時(shí)間的事情。這絕非單家企業(yè)能實(shí)現(xiàn)，而是需要通過(guò)國(guó)家，通過(guò)政府的力量進(jìn)行普及。超充站需要超大電容匹配，電網(wǎng)做這件事的力度和速度，直接決定了普及率。
此外，800V所使用的用電設(shè)備也不得不面臨高成本的問(wèn)題。比如目前國(guó)內(nèi)普通的充電樁，在不計(jì)入其他費(fèi)用的情況下，建設(shè)成本高達(dá)13.4萬(wàn)元/樁，而此前保時(shí)捷對(duì)外公布的800V充電樁的成本高達(dá)7位數(shù)。因此，產(chǎn)業(yè)端需要一個(gè)好的商業(yè)模式來(lái)進(jìn)行成本平衡。
從理論的提出到實(shí)踐，再到規(guī)模化后的成本平衡，或許800V真正大規(guī)模普及起碼需要五年以后。按照目前的落地進(jìn)度，用戶在最佳使用期內(nèi)，很難真正意義上感受到800V帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)，但盡管如此，對(duì)于車企來(lái)說(shuō)，前瞻性的技術(shù)規(guī)劃和落地很有必要，如果沒(méi)有企業(yè)走在牽頭，科技就無(wú)法進(jìn)步。（文/汽車之家 彭斐）