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800V高壓架構來臨,你還會裡程焦慮麼?

800V高壓架構來臨,你還會裡程焦慮麼?

“充電5分鐘,續航200km”的時代或許真的不遠了,因為800V高壓架構的落地推廣已經曙光微現。

你是否還在因為裡程焦慮而抵觸電動車?但新能源大勢不可逆,電動車也已然是未來30年内的主流路線。起碼,這是中歐美三大經濟體的共識,并且制定了各自的燃油車退出時間表。

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2025年,從北歐的斯堪的納維亞半島開始,挪威會全面禁售燃油車。2030年,德國、荷蘭、印度,以及擁有獨立立法權的加州(美國)等會跟進燃油車禁售。而在中國,根據車型、地域和過渡階段的“三步走”燃油車退出戰略也在有條不紊地推進,上海從2023年起将不再為插電混動(含增程式動力)車型發放新能源牌照。

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燃油車必将退出曆史舞台,電動車粉墨登場。那麼屆時電動車能否完美替代燃油車,承載起人民大衆日益增長的美好生活需要?“2021年國慶長假高速充電排隊”所支配的恐懼還會被人類不斷想起麼?800V高壓架構或許能給你答案。

800V!看上去很美

自2019年9月上市,超充峰值功率達270kW的保時捷Taycan便掀起了一波電動車800V高壓架構的軍備競賽,全球主要車企争相入局,恐為人後。

幾乎所有你能想到的國内外大型車企都已宣布了自己的800V高壓架構布局。如大衆集團終極純電平台SSP、奧迪和保時捷高端純電平台PPE、奔馳MMA平台、寶馬NK1平台、通用UItium奧特能平台、現代純電專屬平台E-GMP、吉利SEA浩瀚架構、比亞迪e3.0平台、理想的Shark和Whale平台,以及預計今年傳遞的小鵬G9、長城沙龍品牌機甲龍都會支援800V高壓架構。

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對于消費者,800 V高壓架構意味着什麼?很簡單,隻需要具備國中實體水準就可知:根據P=UI,當系統電流維持不變,充電功率會随着系統電壓翻倍,也即峰值充電速度增加一倍,充電時間大大縮短。

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是以,我們可以看到2021年8月廣汽埃安釋出的A480超充樁,以及小鵬1024科技節釋出的峰值功率達480kW的超充樁,都宣稱可實作充電5分鐘,續航200km的補能效率。

800V看起來很美好,但上市近三年,保時捷Taycan仍是市面上唯一擁有800V高壓架構的量産車型。800V給電動車帶來的補能效率提升是質變級的,但800V的高昂成本也阻礙着其落地推廣。

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800V貴在哪裡?首先800 V架構對電動車的高壓元器件提出了新标準,尤其是逆變器功率元件的材料屬性。電動車因為要考慮尖峰脈沖的影響,400 V架構采用的功率子產品耐壓規格一般在650V水準,而逆變器中傳統IGBT器件的耐壓極限也恰好在600 - 700 V。

如果架構更新到800 V,逆變器也必須随之采用耐高壓的SiC材料MOSEFT器件。逆變器已經是電動車中成本僅次于電池的零部件,換裝SiC後隻會更貴。目前量産車型中,也隻有保時捷Taycan、特斯拉Model 3的部分車型、以及比亞迪漢EV這三款車型實作了SiC量産裝車。

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為什麼隻有這三款車型?因為保時捷Taycan可以憑借超高的品牌溢價覆寫SiC的高昂成本。最早搭載SiC的特斯拉Model 3則是豪賭其一定會賣爆全球,通過走量來攤平成本。比亞迪則是在前瞻性布局下,擁有了自主研發的SiC技術。

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其次電動車的高壓架構是一項系統性工程,牽扯頗多。除了有關補能的充電系統,還涉及電池系統、電驅系統、高壓輔件和線束系統,影響着車輛的啟動、行駛、空調使用等。800V架構的切換,需要經曆研發、驗證和市場檢驗的完整體系化循環,供應鍊比對也是重要一環。

以Taycan為例,800V這個螃蟹保時捷吃起來并不容易。Taycan其實是通過DCDC轉換器融合了400V和800V兩套高壓系統,工程結構極為複雜,而保時捷這樣設計也是無奈之舉。

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保時捷Taycan的800V設計初衷,可能并不是為了高效率的補能,而是出于性能層面的考量,為了支援高功率的電驅系統。

Taycan最高版本Turbo S的電機峰值功率達到560kW,電池充放電倍率從普通的2C變為6C。如果不提高系統電壓,根據P=I^2xR,電流提升至3倍,發熱功率随之提升為9倍,對電池熱管理而言,簡直災難。

是以Taycan必須采用高電壓,也就是800V。但尴尬的是,當年的保時捷找不到800V工作電壓的空調壓縮機,隻能讓Taycan相容兩套複雜的高壓架構。

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最後,配合補能基礎設施的落地,800V高壓架構才是究極完成體,才會有意義。大陸集團前CEO Karl-Thomas Neuman博士曾在領英上釋出了自己對保時捷Taycan和特斯拉Model X的長測對比。

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對于Taycan的充電體驗,這個汽車界的巨擘級人物評價到,如果我設法連接配接到800 V的超充站,它們的充電速度非常快,短短10分鐘内沖進40 kWh的電量。

對于使用者而言,這句話的重點應該是“設法連接配接到800 V的超充站”。但事實是,在中歐美三大汽車市場,支援800 V高壓架構的超充站寥寥無幾。例如在上海,隻有少數保時捷銷售中心可提供800V超充樁。

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是以也能了解為何Karl博士最終給出的結論是,400 V架構下的Model Y的實際充電體驗優于800 V架構下的Taycan。

受限于上面三點原因,在使用者體驗層面,“400V>800V”是當下電動車的現況,但破局或許不遠了。

800V落地!曙光初現

保時捷Taycan确實為我們呈現了800V高壓架構能帶來的補能想象力,但超豪華超跑的身份和拉胯的基礎設施跟進,讓我們覺得800V距離日常生活還是太遙遠了。而真正偉大的科技都應該是惠及普羅大衆的。

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欣慰的是,2022年可能是800V技術落地推廣的開端。小鵬G9、長城沙龍品牌機甲龍等車型會在今年量産傳遞,800V開始從超豪華跑車品牌普及到和大衆消費者更為貼近的國産高端品牌。這背後,是800V技術和供應鍊的逐漸成熟。

一個有趣的側面例證是,除開為800V搖旗呐喊的各大車企,一向猛攻智能駕駛的華為也掏出了自己的800V全棧高壓平台解決方案。華為的解決方案包括OBC車充電、電池管理以及動力總成等各高壓子產品,可實作15分鐘内30%-80%的補能效率。同時華為預計2023年會上市7.5分鐘的解決方案,2025年則會是5分鐘版本。

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而在基礎設施配套方面,同樣是一向以智能化标簽示人的小鵬汽車在2021年10月的1024科技節上掏出了800V高壓SiC平台這個大殺器。小鵬G9會是國内首款量産800V高壓SiC平台的車型,而在800V架構的基礎上,G9還提供了480kW大功率充電樁。同樣采用800V架構,相較Taycan的270kW極限充電功率,小鵬超充樁的效率大跨步提升。

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當然800V、480kW也意味着,充電時的峰值電流會達到600A,充電線束的安全性和便捷性提升也要跟進。小鵬給出的方案是,提供IP68的防護等級,采用了輕量化的液冷線材。因為采用液冷線材,更新後的600A線纜重量甚至會低于現今的200A線纜,對于身材嬌小的女性使用者更加友好。不隻小鵬,理想、埃安、極氪等品牌有自己的800V超充設施配屬規劃。

800V高壓架構來臨,你還會裡程焦慮麼?

當然,800V超充站的推廣是關系到整個電力網絡基礎設施跟進的龐大系統性工程,離不開國家層面的政策指引和資源支援。

在國家《新能源汽車産業發展規劃(2021-2035年)》關乎完善基礎設施體系的第六章中,第一節便是大力推動充換電網絡建設的規劃,提出“加強智能有序充電、大功率充電、無線充電等新型充電技術研發,提高充電便利性和産品可靠性。”

“政策指引+商業化跟進”永遠是最高效的技術落地途徑。顯然,800V架構已經處在商業化落地的前夕,“充電5分鐘,續航200km”正從PPT上的概念轉變為真實的用車場景。這也意味着,電動車補能效率近乎接近于燃油車。

800V高壓架構來臨,你還會裡程焦慮麼?

智能電動車想替代燃油車,更應該做的是加法,通過為使用者帶來體驗更新來讓使用者主動接受電動車,而不是依賴于環保大概念、地區政策等的強推。

隻有消滅掉所有緻命短闆後,電動車駕駛平順、靜谧性好、保養便捷、用車成本低的優勢才會被更廣泛的消費者所接受。裡程焦慮無疑是必須補齊的短闆之一。

800V高壓架構極可能為補能效率帶來質變級提升,而更欣慰的是,在這一程序中,國内主機廠和供應商走在了引導者行列,這在汽車百年、中國汽車商業化起步近40年的曆史上,并不多見。

本文作者為踢車幫 孫小樹

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