充電5分鐘 續航200km無法完成？只因TA沒普及！
都嫌電動車充電時間太長，縮短電動車充電時間難度真的很大？
那倒不至於，原理不過初中物理知識，“功率=電流×電壓”，要想縮短充電時間，就要提升充電功率，要提升充電功率，無非二選一，要不加大電流，要不加大電壓。
就目前看來，後者似乎更可取。
我們將時間拉回到2018年那會，保時捷突然沒什麼預兆的前提下，就將一款概念車從概念的形態拉進了現實，它的名字叫Mission E，後來它改了個更響亮的名字—— Taycan（下統稱Taycan）。
關於這款車，吃瓜羣眾為它超前的設計而着迷，汽車迷為它出色的性能而歡呼，一些汽車行業從業者則對它車上搭載的800V電氣系統相當感興趣。
從當時保時捷公佈的理論數據來看，搭載800V電氣系統的Taycan，可以外接輸出功率達350kW的超快速充電樁，充上87.5kWh的電池容量也不過15分鐘的事。
事情真的那麼簡單？為何三年時間過去了，我們似乎也無法感受這暢快淋漓的充電體驗？
今天我們來簡單聊聊汽車高電壓平台的那些事。
TA是充電問題的最佳解？
高壓平台的出現為的就是解決電動車充電時間長問題。現在目前常見的快充樁最大充電功率為120kW、150kW，就算是最新的特斯拉V3超級充電樁也不過250kW，對應峯值電流接近600A。這時如果想再進一步提高充電效率，我們該做的就是提升充電電壓，充電電壓提升了，對應電動車上的電氣系統也要適配高如此高的電壓，高電壓平台為此而生。
電壓：Why always me?
既然如前文所言，充電功率受到電流和電壓影響，那為何要選高電壓方案？電流是不要面子的麼？
這裏就要牽扯到電流的熱效應問題了。
相信不少有點社會閲歷的小夥伴應該對保險絲這玩意不陌生，小時候每當家裏同一時間裏使用電器過多或者有短路情況出現時，保險絲都會受不了熔斷，造成停電。其實這裏保險絲的熔斷就是通過它的電流過大所導致的後果。
現在都改用這種空氣開關
電流在通過電阻時，會產生熱量，電阻一定的情況下，電流越大，熱量越多。眾所周知，電動車在安全性方面最怕就是過熱，過熱容易產生熱失控，熱失控就可能誘發自燃等問題。所以通常情況下大傢伙都不願意把電流弄得很大。
這時，物理課代表要出來提問：影響發熱量，不是還與電阻有關麼？那我們換用更粗的電纜不是就能降低電阻減少發熱量？就像把保險絲換成粗壯的大銅線不就沒事了麼？
獨秀同學，你坐下！
確實，加大線纜的橫截面積能適當降低線纜電阻，減少大電流造成的影響。但如果車上高壓線束用上手臂一樣粗壯的線材，勢必會造成車內空間利用率下降，還有增重的問題。
以保時捷Taycan為例，800V高電壓平台的使用，對比400V平台，對應的通過電流能降一半，高壓端的線材截面積相應減少了，單單線材就大概能省掉4kg。
高壓平台為何難推廣
“
其實提升電壓這事在燃油車時代的低壓電氣系統上已經有過幾次先例，1918年，汽車剛開始搭載蓄電池的時候，電壓僅為6V；後來車內的用電設備越來越多，為了滿足使用需求，電壓被提升至12V。最近幾年隨着輕混技術開始流行，48V電壓系統得到普及。
”
低壓系統升壓是為了適應更多用電器的需求，但高壓系統升壓對各用電器來説是給它們帶來壓力的，這其實也是升壓需要面對的技術難點之一。
電壓升高，意味着電動車上核心的三電系統以及空調壓縮機、DCDC（直流變壓器）、OBC（車載充電器）等都要在一個耐高壓環境下工作。大傢伙都知道，我們日常的家用電器適配電壓一般最多也不過220V，工業環境下交流電也不過380V。
用電器這一環節還算好解決，只要錢到位，讓下游的電器供應商幫忙適配就好，三電系統裏的電池才是老大難，電池嬌貴，承受過高的電壓或電流都會導致鋰電池電極材料和電解液的穩定性降低，引起電池副反應增多，負極材料表面出現析鋰現象，電池內阻增大、容量衰減，容易造成起火、爆炸等危險。
此外，過高的電壓會對部件的絕緣能力、耐壓等級等提出了更高的要求，好在這些難題在工業電機領域早有較為豐富的經驗可以借鑑，耐高壓的硅基IGBT、碳化硅MOSFET都能滿足高壓平台的需求，不過目前由於對應部件的產能還在相當有限的狀態，成本也拉不下來，這也阻礙了高壓平台的普及。（保時捷Taycan為什麼能提早用上800V電壓平台，説白了就是車價高，零部件成本壓力不大，但對於普通家用電動車來説則是花不起這個錢了）
至於為什麼目前充電速度上不去，還是由於法規的限制和電網的適配問題。目前主流的電動車電壓等級為300-400V，這其實我們簡單換算一下就能知道，一般的家用實際電壓為220V-230V之間，如果把這種交流電轉變為直流電電壓就會提高到 310V~325V 之間，這個過程就叫做“整流”（“交 - 直流”電壓換算係數 1.414）。此時電動車就能比較方便地直接利用家庭電源進行充電了，無需經過任何的變壓處理。
有部分汽車為了提高充電速度，降低車身重量，怎麼辦？車企就盯上了我們工業用的“三相電”，380V標稱的“三相電”，實際電壓待在380-400V之間，轉換為直流電之後電壓範圍就在550V左右，這時對應的快充樁就非常好設計了，三相電進，直流電出，無需太多製造成本。
（我國《電動汽車高壓系統電壓等級技術規範》中，538V、544V、565V、576V 這些電壓級別，也是這麼來的。）
這時無論是車企還是充電服務商都會遇到這樣的問題，車企會認為充電服務商無法提供更高的充電功率，就算開發出高壓平台的車型也無法使用或者需要額外搭載適配部件；而充電服務商則認為現在目前大部分主流車型均不支持高電壓平台，就算提供這樣的快充服務，能用上的車也不多，何必加大這方面的投入。
這樣一來一往，幾年過去了，電動車高電壓平台沒有普及，充電樁充電速度也沒有能提上去。
現狀與未來
保時捷Taycan作為第一個吃螃蟹的車型，雖然賺足了話題，但也承擔了風險和挑戰，而且800V電壓平台也並不是最終的“完全體”，部分的用電器還是要經過變壓適配才能正常使用。而面對目前的電壓更低的充電樁，Taycan也是需通過車內的直流車載電機，將較低的電壓升至800V後在對車內電池進行充電。
其實在保時捷Taycan發佈後的這幾年裏，高電壓平台技術難題也逐漸被許多主機廠攻克，部分平民車型未來也將有機會搭載高電壓平台技術。
離我們比較近的一款搭載高電壓平台車型要數現代汽車的IONIQ（艾尼氪）5。據瞭解，IONIQ（艾尼氪）5使用E-GMP平台開發，未來將支持800V電壓平台。而對於較低壓充電樁的支持，現代和保時捷一樣採取了先升壓再充電的方式去適配400V充電樁。
更遠的未來裏，目前像奔馳、通用、捷豹路虎都相繼公佈了高電壓平台計劃，它們各自對應的純電動汽車平台均選擇800V作為車輛的運行電壓。
國內方面，兩大巨頭比亞迪和吉利都有相關的計劃，前者目前部分車型已支持700V電壓，在用上自研的碳化硅功率器件後，推出800V平台難度不大；後者已明確表明旗下全新的SEA浩瀚架構將引入800V高壓平台和碳化硅功率器件，甚至表示可以達成充電五分鐘續航120km。
但除去部分公開表態支持高電壓平台的車企之後，更多車企選擇觀望，甚至明確短期內沒有高電壓平台開發的意向。比方説廣汽埃安此前對外宣傳稱石墨烯基超級充電技術已量產在即，但要普及仍然需要國家超級快充標準的落地和高功率充電設備的建設。
而像北汽藍谷、嵐圖汽車的相關工作人員甚至直接表示雖然一直在關注高電壓平台和超級充電樁技術的發展，但尚未有推出相關車型的打算。
硌牙的螃蟹
你説高壓平台如果完全普及了之後不爽嗎？那肯定得爽。快充能直奔300kW以上的功率去，充電五分鐘跑200km再也不是夢，只有高電壓平台普及了，電動車才能迎來又一個春天。
但實際呢？保時捷Taycan面世至今已有三年時間，高壓平台的相關技術遲遲不能普及，個人認為還是陷入該先有充電樁，還是先有高壓平台的問題。
保時捷能做第一個吃螃蟹的車企，只因它有足夠的成本空間做這事，甚至説賠錢賺吆喝，但其他車企大部分還是以保守的策略為主。大傢伙現在的顧慮其實我們都能理解，這時則需要相關部門儘快出台相關政策或者指引，幫他們消除一下顧慮了，電動車才能真正擺脱充電難，充電慢的問題。
（圖/文：皆電 羅順鵬）
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