文|汽車(chē)預(yù)言家
800V高壓充電，被稱(chēng)為是電動(dòng)汽車(chē)充電難的終極解決方案。
續(xù)航里程和充電問(wèn)題一直以來(lái)都是電動(dòng)汽車(chē)面臨的重要難題，在過(guò)去的幾年時(shí)間中，電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品的續(xù)航里程問(wèn)題得到相對(duì)解決，續(xù)航500km以上的車(chē)型頻頻推出。此時(shí)，充電慢、充電難等成為擺在電動(dòng)汽車(chē)面前最后的難題，同時(shí)也是百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑必須面臨的問(wèn)題。
在電動(dòng)汽車(chē)突破充電慢這一發(fā)展瓶頸的過(guò)程中，行業(yè)中相繼給出了換電、快充等更快捷的補(bǔ)能方式。其中，800V高壓充電憑借著充電10分鐘、續(xù)航300公里的優(yōu)勢(shì)，很多車(chē)企開(kāi)始廣泛布局800V平臺(tái)架構(gòu)，其也有望成為未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)快充的主流路線(xiàn)。
雖然800V平臺(tái)架構(gòu)的應(yīng)用已經(jīng)相對(duì)普遍，但基于三電技術(shù)、零部件等因素，并非所有車(chē)企都能順利使用。而百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑作為電動(dòng)汽車(chē)的技術(shù)先導(dǎo)，保時(shí)捷Taycan、路特斯等車(chē)型已經(jīng)在800V高壓充電方面有了相對(duì)成熟的運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)和發(fā)展理論。
01 800V解決的“效率”命門(mén)
當(dāng)前，新能源汽車(chē)已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的主要趨勢(shì)，2022年全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的1000萬(wàn)輛，目前這一數(shù)字和其在全球汽車(chē)市場(chǎng)中的占比還在不斷擴(kuò)大。在此形勢(shì)下，阻礙電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的充電效率問(wèn)題亟待解決。
一方面是電動(dòng)汽車(chē)本身存在充電慢的問(wèn)題，另外隨著汽車(chē)?yán)m(xù)航的增加，電量越來(lái)越高，充電時(shí)間也在增長(zhǎng)。據(jù)了解，純電車(chē)型的帶電量已經(jīng)從2020年的48度升至2022年的50度。從充電補(bǔ)能的角度來(lái)說(shuō)，汽車(chē)要提高充電速度，實(shí)質(zhì)上就是提高充電功率，而根據(jù)電功率公式 P=UI，提高充電功率只能通過(guò)提高電流或電壓兩種方式。
基于國(guó)標(biāo)規(guī)定限，最大電流輸出為250A，400V 電壓下充電功率不超 100kW。另外，車(chē)企可通過(guò)自建充電樁的方式進(jìn)行提升輸出電流，特斯拉就是其中之一，其第三代峰值工作電流超過(guò)了600A，超充功率提升到了250kW，預(yù)計(jì)第四代超級(jí)快充的功率將達(dá)到350kW。
雖然提升電流就能提升功率，但不可忽略的是電流的提升將引起電池包熱量的增加，從而對(duì)電池的熱管理系統(tǒng)及線(xiàn)束提出了更高的要求。否則在熱量損失的因素下，峰值功率最多可在充電30%左右后將有所下滑。另外，如果電動(dòng)汽車(chē)要增大電流就必須要加粗電線(xiàn)橫截面，這將成大成都上影響車(chē)輛布線(xiàn)。
相比之下，很多車(chē)企則選擇了將電壓從400V提高到800V，那在250A電流的 國(guó)標(biāo)電流限制下，輸出功率則可提升至200kW，這也將大幅縮短充電時(shí)長(zhǎng)。更為重要的是，在輸出功率相同的情況下，電壓的提升會(huì)降低輸出電流，這意味著高電壓平臺(tái)亦可降低能量損耗。
當(dāng)然，在800V 高壓模式充電一段時(shí)間后，最大功率也會(huì)有所下滑，但它一般會(huì)支持30%-80%充電時(shí)段中。相比提升電流而言，800V高壓模式可支持更長(zhǎng)時(shí)間的快充。另外，在高壓低電流的模式中，汽車(chē)線(xiàn)束的截面積可以相應(yīng)減小，這樣可在降低線(xiàn)束成本的同時(shí)減輕整車(chē)重量。
綜合而言，800V高壓充電才是提升充電功率過(guò)程中最完美的解決方法。
02 被碾壓的保時(shí)捷
基于對(duì)充電效率的提升，車(chē)企看到了800V高壓充電的優(yōu)勢(shì)。事實(shí)上，早在2019 年時(shí)，保時(shí)捷就發(fā)布了全球首款搭載 800V 高壓平臺(tái)的純電動(dòng)汽車(chē)Taycan，一次打開(kāi)了800V 高壓平臺(tái)在汽車(chē)市場(chǎng)中的使用。
據(jù)了解，雖然當(dāng)時(shí)保時(shí)捷率先實(shí)現(xiàn)了800V 高壓平臺(tái)的順利應(yīng)用，也以此帶動(dòng)了小鵬、現(xiàn)代、極氪等車(chē)企布局該領(lǐng)域，但不得不承認(rèn)，Taycan的三電系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)800V系統(tǒng)的整體使用，而是在不同區(qū)域進(jìn)行了包括800V（動(dòng)力電池）、400V、48V和12V（LFP電池）的不同使用。
例如在空調(diào)壓縮機(jī)上，Taycan使用的是400V電壓，這就需要DCDC轉(zhuǎn)換器在從中進(jìn)行800V到400V的轉(zhuǎn)換。與之相類(lèi)似，Taycan同樣需要對(duì)12VLFP電池、48V的負(fù)載進(jìn)行協(xié)調(diào)處理。從這個(gè)角度來(lái)看，Taycan頂著800V高壓系統(tǒng)的名號(hào)，但很多元器件并不使用800V。對(duì)此，當(dāng)時(shí)有分析人士提出Taycan為了憑借800V高壓系統(tǒng)進(jìn)入市場(chǎng)，只是通過(guò)線(xiàn)路改變，元器件的增加進(jìn)行電壓轉(zhuǎn)換，但并沒(méi)有基于800V高壓系統(tǒng)進(jìn)行整體的研發(fā)設(shè)計(jì)。
另外在充電方面，由于保時(shí)捷此前并沒(méi)有自建充電網(wǎng)絡(luò)，而行業(yè)主流純電動(dòng)汽車(chē)都采用400V平臺(tái)，直流快充電壓也在400V左右，因此Taycan充電是根本無(wú)法達(dá)平臺(tái)所需求的800V。為了解決400V充電樁問(wèn)題，Taycan還額外搭載了一臺(tái)直流OBC，將電壓升至800V后再對(duì)電池充電，這無(wú)疑再次增加了汽車(chē)的零部件設(shè)計(jì)。撇除400V充電樁的因素外，保時(shí)捷基于國(guó)標(biāo)的800V充電樁，目前可實(shí)現(xiàn)200kW的最大充電功率。
相比之下，雖然路特斯Eletre推出的時(shí)間略晚，但在800V高壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上是完全與保時(shí)捷Taycan不同的。換句話(huà)說(shuō)，基于正向開(kāi)發(fā)的路特斯Eletre推出的 800V高壓系統(tǒng)，基本包含了所有用電零部件的額定工作電壓都可以達(dá)到800V左右的水平，這就意味著Eletre最大程度上適配了800V高壓充電，而無(wú)需增加多余的元器件。
基于這一前提，路特斯還擁有直流超充樁，可支持最大600A的電流輸出，配合800V高壓系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)20分鐘將電量從0充至 80%，充電5分鐘，續(xù)航150km，同時(shí)充電功率最大為420kW，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了保時(shí)捷Taycan。
保時(shí)捷Taycan和路特斯Eletre同屬于百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑，他們?cè)谑袌?chǎng)中的定位也幾乎處在統(tǒng)一等級(jí)上，但從800V 高壓平臺(tái)的使用上，路特斯Eletre的指標(biāo)幾乎完全領(lǐng)先于保時(shí)捷Taycan，成為了百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑在800V 高壓平臺(tái)領(lǐng)域的新代表。
03 “800V”是百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑的必經(jīng)之路
根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)測(cè)算數(shù)據(jù)顯示，一輛電動(dòng)汽車(chē)在800V平臺(tái)下100kWh的電池最高可減重達(dá)25kg。對(duì)于一輛汽車(chē)而言，如此明顯的減重效果勢(shì)必會(huì)提升汽車(chē)的動(dòng)力性能。
相比一般的汽車(chē)產(chǎn)品，超跑更加強(qiáng)調(diào)輕量化。作為一輛百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑，路特斯Eletre不僅在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上遵循輕量化原則，800V架構(gòu)的應(yīng)用也會(huì)在降低重量的同提升動(dòng)力水平。從這個(gè)角度來(lái)說(shuō)，800V架構(gòu)也是未來(lái)電動(dòng)超跑的一種必然發(fā)展趨勢(shì)。
另外，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)前汽車(chē)市場(chǎng)中布局并使用800V架構(gòu)的汽車(chē)產(chǎn)品有一個(gè)普遍規(guī)律，他們的價(jià)格一般在三四十萬(wàn)以上，甚至?xí)咏偃f(wàn)。在此背后，有分析指出該架構(gòu)的使用會(huì)讓單車(chē)價(jià)值提升40%左右，其中包括800V高壓架構(gòu)裝配的耐壓等級(jí)更高的薄膜電容器，高耐壓電容器等零部件?；诖?，路特斯Eletre等百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑擁有百萬(wàn)級(jí)的價(jià)值，在電池領(lǐng)域也應(yīng)該搭載800V充電架構(gòu)。
在產(chǎn)品技術(shù)方面，800V架構(gòu)在逐步成為百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑的必備條件之一。更為重要的是，對(duì)于百萬(wàn)電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)品用戶(hù)而言，他們一般是社會(huì)精英人士，對(duì)于時(shí)間、作息的把控較強(qiáng)，且他們追求更加便捷、高效的充電體驗(yàn)。但百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑的帶電量本身較大，從這個(gè)層面來(lái)說(shuō)，這類(lèi)用戶(hù)對(duì)超快充的需求更為強(qiáng)烈。
按照電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，在未來(lái)兩到三年的時(shí)間中，預(yù)計(jì)搭載800V架構(gòu)的新能源汽車(chē)將接近百萬(wàn)輛，以800V架構(gòu)為代表的高壓快充將成為實(shí)現(xiàn)快充的方式，尤其會(huì)受到越來(lái)越多百萬(wàn)級(jí)電動(dòng)超跑品牌的青睞。