溫吳興.
2023年,新能源汽車市場競爭創歷史新高,焦點多方,800V高壓平台就是其中之一。 有了它的加持,“五分鐘充電,兩個小時通話”不是夢。
目前,比亞迪、華為、吉利、廣汽、小鵬汽車和奇瑞等車企紛紛發布搭載800V高壓平台的車型,寧德時代、蜂巢能源也紛紛發布支援800V高壓平台的快充電池,各方均將其視為宣傳的重點和快充技術的未來。
按照目前的趨勢,800V高壓平台已經被期待,它的魅力何在?
01 800V,電動汽車的救星趕上汽油車?
電動汽車起源於19世紀,比汽油車稍早一些,但由於續航里程有限,充電不方便,此後很長一段時間都陷入了停滯階段。 可以說,從誕生到今天,如何提公升補能體驗一直是新能源汽車行業需要解決的頭號難題。
在目前的新能源汽車市場中,純電動車型的規模更大,這使得對“完美的能量補充體驗”的需求更加迫切。 2023年,中國新能源汽車銷量將達到949輛5萬輛,其中純電動車型的銷量遠高於混合動力車型,約為後者的兩倍。 放眼全球市場,純電動車型在整個汽車市場的銷量已達11輛5%,也高於混合動力車型。 因此,電動汽車必須提高能量補充效率。
這方面有兩種解決方案,分別是電池和充電,今天我們就不談電池了,只講快充。
我們在初中物理中學過乙個公式——功率=電壓x電流(p=ui)。 基於這個公式,為了增加充電功率,需要增加系統的電流或電壓,產業鏈的路線包括大電流和高壓。
特斯拉是大電流的支持者,已經開發了三代超級快充,最新一代峰值工作電流超過600A,可以將增壓功率從100kW提高到250kW。 根據官方資料,第三代快充可以在15分鐘內為汽車增加約250公里的續航里程。 特斯拉也在開發***超快充,將達到350kw。
大電流解決方案的弱點之一是在給汽車充電時不能長時間保持在大功率範圍內。 根據華為智慧型電氣領域總裁王超分享的一項研究,當採用低電壓、大電流模式時,最大功率充電僅發生在10%-20%的SoC週期,而其他區域的充電功率迅速下降。 在800V高壓平台下,最大功率快充可支援30%-80%的SoC週期。
除了特斯拉,其他車企都選擇了高壓路線。 例如,小鵬汽車在其最高定位的車型G9上放置了800V電壓平台,在小鵬超級充電站充電5分鐘後,續航里程可增加200公里以上。 在800V高壓平台下,ARCFOX Alpha S HI版可10分鐘充電,續航里程增加200公里。 **ZEEKR 001 在 800V 高壓平台的加持下,不到 12 分鐘即可從 10% 充電到 80%。 寧德時代和SVOLT都推出了支援800V高壓的動力電池。
在800V高壓平台問世之前,業界也應用了400V高壓平台,這也是現在大多數車型採用的方案。 不過,從車企新車型來看,800V高壓平台才是車企的未來。 在資料方面,可以使電動汽車的補能體驗接近燃油車的加油體驗。 如果電壓進一步提高,電動汽車可能會在補能過程中趕上汽油車,消除消費者的擔憂。
02 為什麼800V還不能普及?
率先使用800V高壓平台的是保時捷Tayca(2019)的純電動版,在800V高壓平台的支援下,Taycan僅使用22在 5 分鐘內,您可以放置 934kwh 電池從 5% 充電到 80%。 同年,比亞迪也推出了一款採用800V高壓平台的車型,但800V高壓在市場上深入討論的時間點是五年後的2023年。 顯然,800V高壓經歷了一段沉寂期。
新能源汽車的電氣系統設計分為高壓和低壓兩部分,高壓部分包括電池、電機、電子控制和高壓線束。 車企有兩種選擇,一種是將所有高壓部件公升級為支援800V高壓,另一種是讓部分部件支援800V高壓。 第二種選擇不是騙人的,其實車企宣傳的800V高壓指的是峰值,只要功率範圍在550V-930V之間,就可以稱為800V。
車企的選擇不同,恰恰反映了800V高壓平台現在無法普及的原因,即涉及多個部件,是乙個系統工程,難度大。
為了形成閉環充電環境,需要幾個環節。 乙個是汽車,另乙個是充電裝置,主要是充電樁,800V高壓平台的成本體現在這兩個方面。
首先,除了充電部分,電驅動和電控還應該支援800V高壓。 其次,800V增壓樁的單槍成本高,約為普通充電樁的2-3倍。 同時,為了調節大功率充電對電網造成的壓力,充電樁運營商也不得不在充電站建設儲能裝置(避免衝擊電網),這也推高了超級充電站的建設成本。
這也引出了另乙個問題,那就是即使車企給出了800V高壓,但由於缺乏支援800V高壓的充電裝置,消費者很少有機會使用800V高壓,自然不會了解它的優勢,而800V高壓平台很難吸引消費者, 形成乙個奇怪的圓圈。
既然存在這些障礙,為什麼產業鏈還需要開發800V高壓平台? 究其原因,里程焦慮一直是阻礙使用者購車的主要原因,而快充是主要的解決方案之一,具有獨特的優勢。
除了以接近加油的速度充電外,800V高壓平台還可以減輕元件的重量。 根據 P=ur 公式,在相同功率下,高電壓意味著可以使用更薄的線束,從而導致範圍增加。 以保時捷TAYCA為例,800V高壓平台線束的截面積僅為400V高壓平台的一半,線束重量減輕了4kg。
理想汽車創始人李翔曾表示,採用碳化矽高壓平台,再加上更好的封裝技術,電池成本也可以大大降低,與當今主流的400V高壓平台相比,在相同的尺寸和驅動形式下,每輛車還可以降低零部件成本3-4萬元。
與大電流解決方案相比,高壓平台在充電過程中產生的熱量更少,這意味著更高的安全性。 2023年前9個月,我國共發生207起電動車**事故,其中約一半發生在充電過程中,而800V高壓平台的這一優勢可以緩解消費者對汽車安全的擔憂。
03 800V會統治世界嗎?
雖然一些大型車企正在製造800V高壓平台,但這並不意味著800V高壓平台,或者高壓解決方案,就能稱霸江湖。 歸根結底,無論是大電流還是高電壓,都是電動汽車補充能量的手段之一。 就速度而言,這兩種方案都不是最快的,但換電是最快的。
蔚來是換電模式的代表,其第三代換電站的單次換電速度跑到不到5分鐘,換電站的速度可再提公升22%。 上述800V高壓平台上的車型一般充電10分鐘,增加200km續航里程,或者在10分鐘左右將電池充電10%至80%,如果要充滿電,則需要更長的時間。
但是,換電模式的成本也很高。 根據蔚來汽車總裁秦立紅透露的資料,乙個換電站的成本約為300萬元,到2023年底,蔚來汽車將擁有3567個換電站,僅“建站”投資就高達69億元。 這樣的規模也讓擁有超強融資能力的蔚來感到壓力,這也是換電模式仍難以推廣的原因之一。 另乙個原因是電池交換模式缺乏行業統一的標準。
這兩個原因導致換電站的數量遠遠少於充電樁的數量。 根據中國充電聯盟的資料,截至2023年12月,全國累計充電基礎設施數量為859個6萬輛,中國新能源汽車年銷量已接近950萬輛,這還不算累計保有量。
根據市場的發展,800V高壓平台被稱為電動汽車的發展趨勢之一。 然而,由於成本有限,對於大多數消費者來說,短期內無法享受到它帶來的便利。
對於新能源汽車行業來說,雖然市場對高壓平台的關注度很高,但客觀來說,換電、充電樁和高壓平台同樣重要,三者之間的關係不是相互替代,而是協同發展。 未來,三者的協同發展將是新能源汽車產業發展的重要基石。