有了它，電動車就能替代燃油車了？

本文來自微信公眾號：深途（ID：shentucar），作者：周繼鳳，編輯：黎明，原文標題：《替代燃油車，電動車就差高壓快充了？》，題圖來自：視覺中國

最近，燃油車車主們感受到了雙重暴擊。

6月15日零時，國內再次迎來了新一輪成品油調價，大部分地區95號汽油突破或逼近10元/升。

不少電動車品牌還不忘火上澆油。

小鵬汽車在其微信公眾號上，非常“温馨”地提示：“95號汽油或將突破十元”，並加了句摘要——“幸虧我是加電的，省油100%”，大有挑釁的意味。

來源 / 小鵬汽車微信公眾號

儘管省油，但電動車的缺點，一隻手都數不完，最知名的Bug，應該算是充電難、充電慢。去年十一，“8小時車程電動車花了16小時”、“充電1小時排隊4小時”的新聞依舊曆歷在目。

不過，最近有些車企跳出來説，“里程焦慮”已經解決了。

小鵬汽車即將上市的新車G9，號稱能達到“充電5分鐘，續航200km+”的水平。已經上市的極狐阿爾法S全新HI版，據説充電10分鐘即可補充200公里的續航里程。

這些能快速補能的電動車，都是因為搭載了一個黑科技——800V高壓平台。

2019年，高壓快充技術就已經來到了市場，當時保時捷率先量產800V高壓平台電動車Taycan。在國內，車企也掀起了一輪800V平台車型的發佈熱潮，比亞迪、長城、廣汽、小鵬、極氪甚至是華為都在相繼推出或計劃推出800V平台。

2022年，不少搭載了800V平台的車型開始量產上市。這個所謂的800V高壓平台究竟是怎麼一回事？人們能靠着這個平台，擺脱“里程焦慮”嗎？

什麼是800V高壓平台？

很多人將電動車的充電方式與之前的手機行業類比。某種程度上來説，這也確實沒毛病。

早些年，手機補能方式就是換電池，後來技術提高了，人們不用再摳電池，轉而採用大功率快充技術。

現在的電動車行業也是按照這個思路發展的。一撥企業在拼命地建換電站，比如蔚來、吉利、長安、上汽等，最近寧德時代也加入了換電的隊伍。另一撥企業走的是大功率快充路線，也就是提高充電速度。

我們學過初中物理的都知道，P（充電功率）=U（電壓）*I（電流）。在電池容量不變的情況下，要想提高充電功率，要麼提高電流要麼提高電壓。

因此，大功率快充路線上，也分出兩個陣營：一個陣營在拼命提高電流，主要玩家就是特斯拉。

從第一代超級快充進化到第三代超級快充，特斯拉超充樁的電流從250A提升至640A，超充功率也從100kW提升至250kW。這個充電效率，在行業裏算是領先的。國家電網最常見的快充樁功率也不過60kW、120kW兩種，家用充電樁普遍功率為7kW左右。

但是提升充電電流並不是那麼容易的事兒，也不是所有人都能成為特斯拉。根據焦耳定律（Q=I2Rt），電流的提升將大幅增加充電過程中的熱量，對散熱要求很高。為此，特斯拉專門研發了高度集成的“電池熱管理系統”和“電池管理系統BMS”。

來源 / pexels

並且，大電流充電樁極度依賴自建體系，推廣成本高。

所以，國內的大部分車企，都選擇了另一條路，就是通過提高電壓來提高充電效率。

當前主流新能源整車高壓電氣系統電壓範圍一般為230V-450V，取中間值400V，統稱之為400V系統。

不過，這400V的高壓系統放到今天，明顯是不夠用了。基於這種電壓系統，充電功率最大的是特斯拉第三代超級充電樁，能夠做到15分鐘為車輛補充約250公里的續航里程。但是，要想把一輛特斯拉Model 3充滿，最快也得需要半個小時。

於是，現在各個車企都在拼命提高整車高壓電氣系統的電壓，佈局800V高壓快充平台。在電流不變的情況下，電壓從400V提高到800V，充電功率顯然大大提高，充電時間也能大幅縮減。

從理論上來説，依靠800V高壓快充，電動車有可能變得像燃油車一樣，補能只需幾分鐘，效率高還方便。

從400V提升到800V，沒那麼簡單

但要想把電壓從400V升級到800V，不是説換個充電樁或者調整一下電壓這麼簡單。

理想汽車總裁沈亞楠在接受媒體採訪時指出：高電壓平台牽扯到很多，比如電控，肯定是高電壓，碳化硅IGBT一定要用上，電機本身的設計也會有區別……整個行業產業鏈上的環節都要更新。

原先，電動車上的零部件都是適配400V高壓系統的。

以“功率器件”為例。我們初中物理學到過，電池輸出的是直流電，電機需要輸入的是交流電。想要讓二者無障礙協作，就需要“功率器件”作為轉換器，將直流電轉化為交流電。在400V的高壓平台下，功率半導體的材料多為硅基IGBT，這種半導體能夠承受的極限電壓是650V，並且不耐高温，熱損耗高。

但800V電壓系統對功率半導體要求變得嚴苛起來。為了滿足800V高壓平台的需求，車企需要把原先的硅基IGBT切換成碳化硅材料（也就是SiC）。以碳化硅為材料做出的功率半導體耐高壓，耐高温，熱損耗低。

這些功率器件大量存在於電動車的電機、電控、小三電（OBC、PDU 以及 DCDC）還有高壓快充的充電樁中。

所以，在400V向800V電壓架構邁進的道路上，汽車上的大量零部件都需要重新適配替換。這對於所有車企來説，都是一個浩大的工程。

除此之外，從400V的電壓提升至800V，對於電池也是一個巨大的挑戰。過高的充電電壓以及電流都會導致電池的穩定性降低，容易引發着火、爆炸等問題。因此，需要對電池的正極、負極、隔膜、電解液、電源管理系統等方方面面進行優化。

最重要的是，從400V平台架構升級800V平台，對於車企來説，其實是一筆不小的開支。僅僅替換功率半導體本身就是一大筆錢。車內IGBT約佔整車成本的7%-10%，是除電池以外成本第二高的元件。

華創證券在其研報裏就算了這樣一筆賬，把硅基功率器件替換成碳化硅材料後，成本比之前高出了2-3倍。

攔路石還有很多

儘管成本高，但高壓快充平台能帶來足夠便捷、快速的充電形式，整個新能源汽車行業都在加速向800V高壓平台躍進。

目前，造車新勢力小鵬在2021年就推出了800V高壓快充，首款搭載了800V高壓平台的車型——G9，在今年就能夠量產上市了。理想和蔚來佈局得相對較晚，但也在計劃中。蔚來預計2024年會推出800V電壓平台。

傳統車企也不甘示弱，長城、比亞迪、廣汽、長安、東風旗下的嵐圖、吉利旗下的極氪也紛紛發佈了自己的800V高壓平台。

在這些玩家中，華為的野心最大。2021年4月18日，華為發佈了所謂的高壓平台解決方案，並且制定了這樣的目標：到2025年將推出電壓平台超1000V、功率600kW的快充方案，5分鐘即可實現30%-80%SOC充電性能。

一位長期觀察高壓快充行業的分析師周鵬對深途指出：“目前來説，800V高壓系統幾乎沒有技術挑戰。”

2019年，高壓快充技術就已經來到了市場，但是為什麼直到2022年，搭載800V高壓平台的車型才逐漸量產？

“新車搭載着全新的電驅、電池，電驅電池是否足夠安全、穩定，其實是需要一個驗證週期。萬一產品不成熟，量產後需要大量召回，對於車企來説損失挺大的。”周鵬指出。

除此之外，在周鵬看來，不少車企也在擔心，搭載着800V高壓平台的車型，消費者願不願意買單。“所以大家都在摸着石頭過河，有些車企膽子比較大，會選擇率先開始量產。”

而對於行業來説，800V高壓平台能夠真正普及，還面臨着不少障礙。

比如，碳化硅的供應本身就是一個問題。

而且，碳化硅功率器件大量依靠海外市場。據Yole數據，2020年碳化硅功率器件市場中，海外公司ST、Cree、ROHM、Infineon、 Onsemi市佔率分別為40.5%、14.9%、14.4%、13.3%、7.7%。

在芯片供應鏈極端不穩定的當下，單靠國產的碳化硅功率器件遠遠無法滿足當前市場的需求。

除此之外，超級快充也會對電池造成一定的傷害。清華大學教授歐陽明高就曾對媒體表示：“超級快充完全充滿，同時電池還需要具備安全性和長壽命，這是很難折衷的。”

而且，目前市面上幾乎所有的充電樁，都不能適配800V高壓平台。這也就意味着，要實現800V高壓快充，車企需要重新佈局充電樁。比如，小鵬就表示為了配合800V的高壓平台，將鋪設480kW高壓超充樁。

“但不得不承認的是，800V高壓快充確實是一個趨勢，就我接觸到的每一家車企都要考慮佈局這個平台。”周鵬總結道：“但從實驗室到真正大規模普及，確實還有很多路要走。”

應受訪者要求，文中周鵬為化名。

本文來自微信公眾號：深途（ID：shentucar），作者：周繼鳳，編輯：黎明