申图卡原创
作者|周继峰
编辑|黎明
最近燃油车车主都感受到了双重暴击。
6月15日零时，国内再次迎来新一轮成品油调价。大部分地区95号汽油突破或逼近10元/升。
很多电动车品牌都没有忘记火上浇油。
在Xpeng汽车的微信官方账号上，很“温暖”地提示:“95号汽油可能超过10元”，并加了一句总结——“还好我上电了，省油100%”，很有煽动性。
来源/Xpeng Motors微信微信官方账号
虽然省油，但是电动车的缺点一只手数不过来。最广为人知的bug应该算是充电难和慢了。去年11月，“电动车8小时开了16个小时”“充电1小时排队4小时”的新闻还历历在目。
不过最近有车企跳出来说“里程焦虑”已经解决了。
即将在Xpeng Motors上市的新车G9，号称可以达到“充电5分钟，续航200km+”的水平。已经上市的极速福克斯Alpha S新HI版，据说充电10分钟可以补充200公里的续航里程。
这些可以快速充电的电动车都配备了一项黑科技——800v高压平台。
2019年，高压快充技术上市。当时保时捷率先量产800V高压平台电动车Taycan。在国内，车企也掀起了800V平台车型的热潮。比亚迪、长城、广汽、小鹏、氪甚至华为都在推出或计划推出800V平台。
2022年，多款搭载800V平台的车型开始量产。这个所谓的800V高压平台到底是怎么回事？人们能依靠这个平台摆脱“里程焦虑”吗？
什么是800V高压平台？
很多人拿电动车的充电方式和以前的手机行业做比较。在某种程度上，这并没有错。
早些年，手机补充能量的方式是换电池。后来随着技术的提高，人们不再需要接电池，转而采用大功率快充技术。
现在的电动车行业也是按照这个思路发展的。一批企业在拼命建设和更换电站，如蔚来、吉利、长安、SAIC等。最近，当代安培科技有限公司也加入了这个团队。另一批企业走的是大功率快充路线，即提高充电速度。
我们这些初中学过物理的人都知道P(充电功率)=U(电压)*I(电流)。在电池容量不变的情况下，要增加充电功率，要么增加电流，要么增加电压。
所以在大功率快充路线上，也是两大阵营。一个阵营拼命增加电流，主角是特斯拉。
从第一代超级快充到第三代超级快充，特斯拉超级充电桩的电流从250A增加到640A，超级充电功率也从100kW增加到250kW。这样的充电效率在行业内是领先的。国家电网最常见的快速充电桩功率只有60kW和120kW，国内充电桩一般功率在7kW左右。
但是增加充电电流不是那么容易的，也不是每个人都能成为特斯拉。根据焦耳定律(Q=I2Rt)，电流的增加会使充电过程中的热量大大增加，需要很高的散热。为此，特斯拉专门开发了高度集成的“电池热管理系统”和“电池管理系统BMS”。
源/像素
而且大电流充电桩极度依赖自建系统，推广成本高。
所以国内车企大多选择了另一种方式，即通过提高电压来提高充电效率。
目前主流新能源汽车高压电气系统的电压范围一般为230V-450V，中间值为400V，统称为400V系统。
但是，400V的高压系统在今天显然是不够的。基于这一电压体系，特斯拉第三代超级充电桩充电功率最高，15分钟即可补充车辆约250公里的续航里程。但是，一辆特斯拉Model 3充满电最快也要半个小时。
所以现在各车企都在拼命提高整车高压电系统的电压，布局800V高压快充平台。在电流不变的情况下，电压从400V提高到800V，显然充电功率大大提高，充电时间也可以大大减少。
理论上，依靠800V高压快充，电动汽车可能会变得像燃油汽车一样。充电只需几分钟，高效便捷。
从400V到800V，没那么简单。
但是要把电压从400V升级到800V，并不是换充电桩或者调整电压那么简单。
李总裁沈亚男在接受媒体采访时指出:高压平台涉及很多东西，比如电控，肯定是高压。必须使用碳化硅IGBT，电机本身的设计也会有所不同...整个产业链的各个环节都要更新。
原来电动车上的所有部件都是适应400V高压系统的。
以“功率器件”为例。初中物理我们学过，电池的输出是DC，电机的输入是交流电。为了使它们无障碍地一起工作，需要一个“电源设备”作为转换器，将DC转换为交流电。在400V的高压平台下，功率半导体的材料多为硅基IGBT，能承受650V的极限电压，不耐高温，热损耗大。
然而，800V电压系统对功率半导体的要求越来越严格。为了满足800V高压平台的需求，车企需要把原来的硅基IGBT换成碳化硅(也就是SiC)。由碳化硅制成的功率半导体具有耐高压、耐高温和低热损的特性。
这些功率器件大量存在于电动汽车的电机、电控、小三电(OBC、PDU、DCDC)和高压快充充电桩中。
因此，在从400V到800V电压架构的道路上，汽车上的大量零件需要重新适配和更换。这对所有汽车公司来说都是一个巨大的工程。
此外，将电压从400V提高到800V对电池来说也是一个很大的挑战。充电电压和电流过大会降低电池的稳定性，容易导致起火爆炸等问题。因此，需要对电池的正极、负极、隔膜、电解液和电源管理系统进行优化。
最重要的是，从400V平台架构升级到800V平台，对于车企来说其实是一笔不小的开支。仅仅更换功率半导体本身就是一大笔钱。车内IGBT约占整车成本的7%-10%，是除电池外第二贵的部件。
华创证券在研究报告中算了这样一笔账。用碳化硅材料替代硅基功率器件后，成本比以前提高了2-3倍。
仍然有许多障碍。
尽管成本很高，但高压快充平台能带来方便快捷的充电形式，整个新能源汽车行业正在加速向800V高压平台跨越。
目前造车新势力小鹏在2021年推出800V高压快充，首款搭载800V高压平台的车型G9将在今年投入量产。理想和蔚来布局相对较晚，但也在规划中。蔚来预计2024年推出800V电压平台。
传统车企也不甘示弱。长城、比亚迪、广汽、长安、东风旗下的路途、吉利旗下的吉氪也都发布了自己的800V高压平台。
在这些玩家中，华为的野心最大。2021年4月18日，华为发布了所谓的高电压平台解决方案，并设定目标:到2025年，推出电压平台超过1000V、功率600kW的快充方案，5分钟即可实现30%-80%SOC充电性能。
来源/视觉中国
长期观察高压快充行业的分析师周鹏向申图指出:“目前800V高压系统几乎没有技术挑战”
2019年高压快充技术上市，但为什么搭载800V高压平台的车型直到2022年才逐渐量产？
“新车配备了全新的电力驱动和电池。电驱动电池是否足够安全稳定，其实需要一个验证周期。万一产品不成熟，量产后需要大量召回，会给车企造成很大损失。”周鹏指出。
除此之外，在周鹏看来，很多车企也担心消费者是否愿意为搭载800V高压平台的车型买单。“所以大家都是摸着石头过河。有些车企更大胆，会选择率先量产。”
对于行业来说，800V高压平台真正能普及，还有很多障碍。
比如碳化硅本身的供应就是一个问题。
此外，碳化硅功率器件严重依赖海外市场。Yole数据显示，2020年碳化硅功率器件市场，海外公司ST、Cree、ROHM、Infineon、Onsemi的市场份额分别为40.5%、14.9%、14.4%、13.3%、7.7%。
在芯片供应链极不稳定的当下，单靠国产碳化硅功率器件无法满足当前市场的需求。
另外，超快充也会对电池造成一定的损害。清华大学教授高曾对媒体表示:“超级快充完全充满，电池需要有安全性和长寿命，这是很难妥协的。”
而且目前市面上几乎所有的充电桩都无法适应800V的高压平台。这意味着，为了实现800V高压快充，车企需要重新布置充电桩。小鹏举例说，为了配合800V高压平台，将铺设480kW高压超充桩。
“但是我不得不承认，800V高压快充确实是一个趋势。我接触的每一家车企都要考虑这个平台的布局。”周鹏总结道:“但从实验室到真正的大规模普及还有很长的路要走”
*题图来自pexels。应采访对象要求，周鹏为化名。
