作者丨王小西
責編丨崔力文
編輯丨别 緻
800V平台架構具有優勢，問題是，技術什麼時候普及。
歐美車企正在意識到800V平台架構的優勢。根據外媒AUTONEWS報道，彼得·西格爾的一篇文章指出，汽車制造商和供應商（想當然地把中國車企排除在外）一緻認為，快速充電的800V平台架構具有優勢。
不過問題是，技術什麼時候普及。
雖說電動車份額目前僅占全球市場的十分之一左右，但汽車制造商和供應商正在為下一代元件做準備，包括固态電池、電驅動系統等。
現在，800V電氣系統有望将充電時間縮短一半，大幅減小電池尺寸和成本，并增加動力傳輸系統效率。
到目前為止，市面上隻有少數新車使用800V平台系統，大部分都是标準的400V技術。
這些車型包括：保時捷Taycan、奧迪e-tron GT、現代Ioniq 5和起亞 EV6。Lucid Air豪華轎車采用 900V架構，但專家們稱它在技術上還是800V系統。
這裡要說明一點，2021年，國内車企早就掀起了一輪800V平台車型的釋出熱潮。比亞迪、吉利、極狐、現代、廣汽、小鵬等都陸續釋出了搭載800V平台的車型，其中極氪汽車、小鵬、比亞迪等都将800V平台車型的量産定在了2022年。2022年，可以說是“800V元年”。
有零部件供應商表示，到2030年左右，800V平台架構将成為主導技術，尤其是随着現代 E-GMP和大衆汽車集團 PPE（後面統一成SSP平台）等越來越多的專用純電動平台出現。
“到2025年，進入市場的大部分應用将是800V，”GKN電動傳動系統部門總裁Dirk Kesselgruber如此表示，而GKN是采用該技術的幾家Tier1之一。
GKN正在為客戶提供 800V元件，例如電動車橋e-axles，并計劃在2025年開始批量生産，“我們認為它将成為主流，現代汽車已經證明它在價格上具有競争力。”而其他的供應商也響應了他的熱情。
“800V是BEV發展中合乎邏輯的下一步，”緯湃科技（Vitesco Technologies）創新電力電子部門負責人Alexander Reich對媒體表示。
緯湃科技已獲得800V元件的大合同，包括為現代的E-GMP平台提供EMR4逆變器、為北美主要汽車制造商福特提供逆變器以及為中國的電動車制造商提供電動機等。
2022年1月，緯湃科技宣布已與福特汽車（當時沒說名字）簽署協定，從2025年開始供應800V SiC逆變器。這筆交易價值10億歐元（10.8億美元）。
緯湃科技的電氣化技術業務部門負責人Thomas Stierle說：“最新的訂單清楚地證明了這一點，汽車驅動系統的電氣化發展比以往任何時候都快。”
而博格華納也已赢得多個800V訂單，其中包括為一家沒透露名字的中國豪華品牌提供的內建電驅動子產品訂單。
博格華納首席技術官 Harry Husted 通過電子郵件表示：“800V行業的增長速度超過了幾年前的預期，我們感受到了客戶的濃厚興趣。”
01
為什麼改變？
與現有的400V平台系統相比，800V系統有何優勢？
緯湃的專家Reich說，優點很多，首先是它們可以以較低的電流提供相同數量同等的功率，“通過将電壓加倍并具有相同的電流，可以提供兩倍的能量輸入車輛。”而且，主要好處是相同尺寸電池的充電時間快了大約 50%。
如果充電時間足夠快，“電動汽車就不需要1,000公裡的續航裡程。” 是以，動力電池可以做得更小，整體重量減輕，進而提高效率。
同時，由于更高的電壓以及更少的電流，是以可以将電纜和電線做得更小更輕，進而減少昂貴且笨重的銅的消耗。
而且，由于損失的能量也更少，這意味着更好的續航裡程和更好的運動性能，也就不需要更複雜的熱管理系統來確定電池在最佳溫度下工作。
當與新興的碳化矽SiC晶片配合使用時，800V平台系統可以将動力總成效率提高至少5%。
有供應商表示，由于新的碳化矽SiC晶片純矽的用量較少，會降低成本，并且可以為汽車行業提供更多晶片。畢竟，其他行業傾向于使用全矽晶片，與汽車制造商争奪晶圓廠的産能。
GKN的Kesselgruber說：“把所有東西放在一起，800V就真的很重要。”但是，對于大多數基于400V系統的現有充電站，800V架構的車型需要基于800V的充電設施才能充分利用。
“大部分現有的直流快充基礎設施都是為400V汽車服務的，”博格華納的Husted說，“為了實作 800V的更快充電，将需要最新一代的高壓、大功率直流快速充電器。”
但迄今為止，歐洲高速公路的公共充電網絡是有限的。“加油必須像在加油站加油一樣快，” Husted說，“這是800V充電才能做到的。”
而歐洲正在見證此類網絡的興起。比如，Ionity是一家得到了寶馬、戴姆勒、福特、現代和大衆集團支援的公司，擁有多個800V、350kW的高速公路充電站。而在350kW的充電樁上充電5~7分鐘可續航100公裡，與喝杯咖啡的時間差不多。
采埃孚電氣化動力總成技術進階副總裁Otmar Scharrer指出，“這真的是在改變遊戲規則，這将推動人們接受電動汽車。”
▲ 部分車企800V平台情況
根據保時捷最近的一份報告，在一個典型的50千瓦、400V的充電站，增加250英裡續航裡程大約需要充電80分鐘。
在100kW下，降至40分鐘。保時捷表示，如果充電插頭能夠被冷卻（增加成本、重量和系統的複雜性），這個時間可能會縮短到30分鐘。
而800V充電時，充電時間将降至15分鐘左右。是以，“為了縮短充電時間，轉向更高電壓是不可避免的。”再考慮到支付時間，“是以‘充電就像加油’的目标已經觸手可及。”
保時捷的同門“兄弟”奧迪則表示，A6 Avant e-tron概念車基于與Taycan相同的PPE架構，在800V快充站隻需10分鐘即可行駛約186英裡。
02
更小的電池
我們可以設想，如果行業普及采用800V系統，那就不再需要更大的電池來消除“裡程焦慮”，這是不是意味着汽車制造商可以選擇使用更小的電池組呢？
采埃孚的Scharrer表示，由于電動車的成本仍無法與燃油車相提并論，是以從哲學和商業角度來看，更小的電池可能是更好的選擇。他說，為現代Ioniq 5等主流緊湊型汽車配備非常大的電池“毫無意義”。
在Scharrer看來，這種車輛的理想電池容量為55kWh，與現代提供的較小的58kWh選擇一緻，也就是把5~80%的充電時間下降到10分鐘。
車輛和充電設施中的800V元件以及改進的晶片相結合，可以實作這一目标。“這是一個相當大的挑戰，但已經在實驗室中試驗了。”
“我們必須扪心自問，使用我們從地球上挖出的大量珍稀材料（如锂或钴）是否有意義，這些材料重量很重，而且成本很高，隻是為了（車主們）每個季度一兩次長途旅行，”Scharrer說。
還有一個值得一問的是，為什麼幾乎所有電動汽車仍然基于400V系統，包括市場引領者特斯拉和大衆的系統。Scharrer 和其他（歐洲）專家認為，答案部分在于便利和慣例。
歐洲典型的房屋使用380V三相交流電，是以當汽車制造商開始推出插混車型和純電動出行時，充電基礎設施就已經存在。
第一波電動汽車是建立在為插混車型開發的元件之上的，這些元件基于400V。同時，因為是中國引領的新能源浪潮，歐洲的車企和供應商們完全沒有反應過來。
奧迪e-tron GT是少數使用800V系統的新車之一，但GKN的Kesselgruber認為保時捷是800V系統的先驅，它專注于性能而不是實用性，“保時捷讓自己重新思考我們從過去傳承的東西：它真的是最優的，還是我們可以從頭開始設計？”他說，“這就是成為高性能汽車制造商的美妙之處。”
而供應商們表示樂觀，認為更多800V純電動車上市隻是時間問題。800V幾乎沒有技術挑戰，但需要開發和驗證元件。成本才是問題，但規模、更小電池的前景和更少的銅使用會帶來成本的利益。
沃爾沃、極星Polestar、Stellantis和通用汽車都表示，未來的車型将使用800V技術。而大衆集團正計劃在PPE平台上推出一系列車輛，包括新款Macan和基于新款A6 Avant e-tron概念的旅行車。
歐美的車企們在籌劃，而國内汽車制造商已宣布将轉向800V架構，包括小鵬、蔚來、理想汽車和比亞迪，以及吉利旗下的路特斯，路特斯剛剛展示了即将推出的Eletre SUV。
03
絕配：SiC逆變器
實際上，除了800V技術，與其相容的SiC逆變器也是定義下一代汽車應用的關鍵技術。
逆變器是電驅動系統的關鍵部分。簡而言之，它的作用是将動力電池提供的直流電（DC）轉換為用于車輛牽引電機的交流電（AC），再轉換為直流電以啟用再生制動，最後在踩下油門時控制電機速度。
可以說，沒有逆變器的汽車“寸步難行”。那麼，逆變器發揮如此重要的作用，圍繞逆變器技術的創新，在許多利益相關者的議程中占據重要位置也就不足為奇了。是以，掌握下一代逆變器技術，會是非常有利可圖的業務。
相容800V的逆變器的應用，一個例子是前面所講的現代Ioniq 5。現代曾于2020年12月宣布，将為即将推出的EV系列過渡到相容800V的子產品化架構，到2025年将釋出23款車型。
Ioniq 5是該系列中的第一款，一個關鍵賣點就是充電速度。通過200kW超快充技術，Ioniq 5可以在不到18分鐘的時間内從10%充到80%，增加大約200英裡的續航裡程。這種潛力，令許多參與者争相生産功能更強大的逆變器。
就在3月，邁凱輪應用（McLaren Applied）首次展示了其即将推出的800V逆變器。邁凱輪應用聲稱，其第5代逆變器平台“正朝着量産的方向發展”，并将提供“一流的效率和功率密度”，這得益于公司通過一級方程式比賽努力實作的加速開發。
同時，碳化矽SiC的使用還允許“使用更快、更高效、更輕便的動力傳動系統”。
通過利用碳化矽SiC，邁凱輪的逆變器可以比傳統逆變器更高效地切換電源，同時産生更少的熱量，進而允許客戶使用更小的冷卻系統并通過擴充來減輕重量和降低成本。電池尺寸也可以通過相同的邏輯來減小。
“在整個行業中，我們看到了技術的快速進步，” 邁凱輪應用的非執行主席尼克弗萊說，“如果OEM (指車企)想要保持競争力并提供具有更高續航裡程、更快充電時間和更好加速的車輛，他們必須過渡到800V SiC架構。”
實際上，邁凱輪并不是唯一看到800V SiC逆變器巨大潛力的玩家。例如，蔚來汽車于2021年6月宣布，為ET7車型生産的SiC材質的第二代電驅動系統的C樣件（批量樣件hard tooling，用于工藝和生産試驗驗證）已經下線。
市場發展速度激發了人們對縮短逆變器開發時間解決方案的興趣。例如，在最近的 Mobex網絡研讨會上，瑞薩電子詳細介紹了它如何提供系統級功能安全支援，以幫助其客戶在生産逆變器産品的同時縮短開發時間。
以減少開發時間為主題，Drive System Design（驅動系統設計公司DSD，英國公司）也相信它為這個不斷增長的細分市場提供了有用的解決方案。
它開發了所謂的“開放平台逆變器”（OPI），這是一種“高度可定制的逆變器硬體，搭配靈活、子產品化且易于配置的即插即用軟體”。
至于整個逆變器市場，業内的共識是向SiC逆變器的轉變正在迅速到來。在降低重量和成本的同時提高充電和熱效率，以及提升功率的潛力，意味着它為Tier1們提供了一系列有吸引力的優勢。
預計碳化矽技術将加速從Taycan等超跑車型過渡到大衆市場車型。
注：本文部分編譯自《AUTONEWS》。
王小西
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