記者 | 李文博
當(dāng)長途駕駛與長假產(chǎn)生交集時(shí)，電動(dòng)汽車廣告中高頻出現(xiàn)的“一杯咖啡，滿電出發(fā)”場景似乎很難平移至日常生活。
“經(jīng)過四個(gè)省，充了6次電，多花8.5小時(shí)。”家在湖南長沙的邵雷提及駕駛純電動(dòng)汽車前往海南過春節(jié)路途中給車輛充電這事一臉的“生無可戀”。
在去年國慶節(jié)有過長途駕駛新能源汽車返鄉(xiāng)經(jīng)歷的劉佳更是直接哭訴稱：“買的不是車，是祖宗?！?/p>
續(xù)航里程短、充電速度慢、補(bǔ)能不方便，這是電動(dòng)汽車自誕生之日起就亟待攻克的課題。即便有個(gè)別汽車公司宣稱自家新車的續(xù)航里程超過1000公里，但補(bǔ)能端配套技術(shù)的缺位，讓升至四位數(shù)的續(xù)航里程依然充滿空中樓閣的味道。
針對電動(dòng)汽車補(bǔ)能存在的系列問題，業(yè)界并非沒有解決方案，其中“超級快充”就是當(dāng)前被車企普遍認(rèn)同的最佳選擇。將具備高電壓平臺(tái)的整車與超充樁進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，也是目前業(yè)界的主流方案。
從2021年開始，多家車企與科技公司發(fā)布了基于800V高電壓平臺(tái)打造的量產(chǎn)車型和超級快充解決方案。
接下來，我們將沿著汽車電壓平臺(tái)從6V到800V的演進(jìn)路線，解答高電壓平臺(tái)的兩大問題：“為什么是800V”和“800V還有哪些收益”。
車載電壓演變簡史
1912年，世界上第一臺(tái)加裝蓄電池的汽車出現(xiàn)在了公共道路上，此刻距離卡爾·本茨制造世界上第一臺(tái)汽車已過去26年。盡管這塊蓄電池的電壓只有6V，但它卻是汽車進(jìn)入“電氣化”時(shí)代的路標(biāo)。
隨著工程師在車上增加各式用電器件，如車燈、照明和ISG，車載用電功率需求飛速增加。1950年，6V升級為12V并延續(xù)至今。2010年，信息娛樂和混合動(dòng)力系統(tǒng)出現(xiàn)，德國五大汽車品牌奧迪、寶馬、奔馳、保時(shí)捷和大眾聯(lián)合發(fā)布48V系統(tǒng)，成為主流。
48V是燃油車時(shí)代的車載電壓天花板，但對沒有發(fā)動(dòng)機(jī)和變速箱的電動(dòng)汽車來說，48V完全不夠用。
電動(dòng)汽車上的動(dòng)力電池包電壓超百伏。加上配電盒、OBC、DCDC、電驅(qū)、PTC、空調(diào)和充電口等用電大戶，250V至450V的高電壓平臺(tái)才“勉強(qiáng)”滿足現(xiàn)有電動(dòng)汽車的“胃口”。
提升電壓可有效拉高充電倍率，這是超級快充的第一步。過去兩年中國市場的主流熱銷電動(dòng)汽車的直流快充理論平均充電倍率是1C，即充滿電耗時(shí)1小時(shí)（80%-90%電量開始涓流，所以完全充滿的時(shí)間超過1小時(shí)）。特斯拉在其自建超充樁的配合下，可將理論充電倍率做到1.85C。
充電功率等于電壓與電流的乘積，超級快充由此衍生兩種技術(shù)方向：提升輸入電壓，典型代表是800V方案，實(shí)現(xiàn)300kW充電功率；提升輸入電流，典型代表是特斯拉超級快充，600A電流，實(shí)現(xiàn)250kW充電功率。
為什么是800V？
解答這個(gè)問題，我們要先回到2019年。
這一年，德國高檔汽車公司保時(shí)捷發(fā)布了首款搭載800V電壓平臺(tái)的純電動(dòng)量產(chǎn)車——Taycan。一臺(tái)售價(jià)近百萬元，續(xù)航超過400公里的電動(dòng)跑車。
在270千瓦充電功率的加持下，Taycan可在23分鐘內(nèi)將電量從0充至80%。在350千瓦充電功率下，Taycan可在22分鐘內(nèi)將電量從6%補(bǔ)充至82%。
800V高壓架構(gòu)為電動(dòng)汽車帶來的極速，不僅體現(xiàn)在充電上，還體現(xiàn)在性能上：Taycan Turbo S的零百加速只需2.8秒，超級增壓后的最大功率為560kW，跑完紐伯格林賽道用時(shí)7分42秒，是市場上最快的四門電動(dòng)汽車。
在保時(shí)捷的帶領(lǐng)下，超級快充的時(shí)代拉開序幕。汽車公司紛紛下場800V平臺(tái)。
2021年，比亞迪在e平臺(tái)3.0上導(dǎo)入800V高壓技術(shù)，充電5分鐘續(xù)航150公里；廣汽集團(tuán)發(fā)布的3C快充系統(tǒng)，從0-80%只需16分鐘。6C超級快充系統(tǒng)，0%-80%只需8分鐘；長城汽車旗下蜂巢能源推出4C快充電池，20%-80%只需10分鐘。此外，極氪001也宣稱支持800V快充。
由此不難看出，電壓架構(gòu)選擇800V的原因就是充電更快、性能更好。此外，還能為后續(xù)電池容量更大的新車和更大功率的公共充電設(shè)施做好技術(shù)預(yù)埋。
800V還有哪些收益
汽車公司耗費(fèi)巨資完成800V電壓架構(gòu)的研發(fā)、測試與量產(chǎn)，除了解決充電時(shí)效問題之外，還有著更多考量。
例如，可以大幅減少車內(nèi)線束使用量，節(jié)約安裝空間，降低線束成本以及減輕整備質(zhì)量，優(yōu)化續(xù)航里程。
此外，也可以使電機(jī)體積進(jìn)一步縮小。相比Si基功率器件，適配高電壓的SiC功率器件的熱導(dǎo)率和功率密度更高同時(shí)，實(shí)現(xiàn)整體部件的小型化和輕量化。
據(jù)羅姆半導(dǎo)體集團(tuán)公布的測算結(jié)果，SiC功率器件的體積可減小至現(xiàn)有整機(jī)的1/3至1/5，重量可減小40至60%。同時(shí)，可降低近 50%的能量損耗，降低系統(tǒng)體積及組件成本。
《“十四五”節(jié)能減排綜合工作方案》 提出，2025年中國新能源汽車新車銷量占總銷量的20%左右（預(yù)計(jì)銷量為500萬輛）。據(jù)此，安信證券預(yù)測，其中的300萬輛將搭載800V以上高電壓平臺(tái)。從2022至2025年，高電壓平臺(tái)車型將進(jìn)入超高速發(fā)展階段，逐年同比增速約為335.4%、137.7%、101.8%、102.3%。
按照這一預(yù)期，意味著800V高電壓充電平臺(tái)將迎來發(fā)展黃金期。
注：應(yīng)采訪對象要求，文中邵雷、劉佳為化名。