如何终结续航焦虑，一直是困扰电动车普及的头号难题，以至于影响大家购买电动车决策的10个灵魂拷问当中，有7个都是与充电和电池相关，比如电池衰减、充电便利、补能速度等。
【资料图】
虽然没有任何一家车企的产品能100%解决这些问题，但至少需求已经足够明确，毕竟说到底人类社会的发展史，本质就是由需求提供的源动力，需求带动了技术的进步和迭代。
于是，我们看到了各大车企八仙过海似的给出了自己的技术路径，有些从材料领域想方设法增加锂电池的能量密度，有些大规模建设自家品牌超级充电桩，还有一些则选择用换电体系来缓解补能问题，但更多的还是选择通过提高电压或电流的方式来提高充电功率。
电池能量密度的突破本质上是一个化学问题，它并非车企的强项，即便是电池领域的高端玩家宁德时代，其产品的技术迭代也并非一蹴而就，目前主流的纯电旗舰车型，在CLTC工况下续航普遍能够达到 600-700公里，高能量密度的凝聚态电池也尚处于还未量产的阶段。
而建设充电桩和换电站，不仅需要在规划期间做好与产品之间的匹配，对于长期的规模化投入也是一场极大的考验，因此提高充电功率成为了一种最为普世的技术途径。
800V超充为何受宠？
初中的物理常识告诉我们，电流在单位时间内做的功叫做电功率，要想缩短充电时间，就必须提高快充功率。根据物理公式 P=UI，提升充电功率的方式无非有两种——要么提升电流I，要么提高电压U，实际情况是采用这两个方案的厂商都有。
目前主流充电枪的最大电流限制 500A，所能达到的充电功率大约为 200kW，目前车企普遍使用 400V 电压系统，250A 电流，达到 100kW 的充电功率，按单车带电量 50kWh 计算，电池由 30%SOC（State of Charge，电池荷电状态）充电至 80%SOC 需要 30 分钟，而 800V 高压可以达到 300-500kW 的充电功率，仅需 6-10 分钟就能迅速补能。
大电流方案其实对于汽车整体架构、热管理以及电池BMS的要求都提出了更高的要求，比如根据另一个物理公式：P=I^2*R来看，充电过程中的发热问题只和电路中的大电流相关，和电压无关，当电阻一定的时候，会产生很高的热损失。
因此，更多的品牌开始选择高电压方案，从原理上来看高电压吸引主机厂的一大魅力在于，能够保证一定充电功率的前提下，提高电压能使电流降低，热损耗减少，从而提升充电效率，达到节省充电时间的最终目的。
另外，800V 的电机比 400V 的要轻，叠加一些线缆和部件减少，可以减轻车身重量。根据 Future eDrive Technologies 的测算，800V 平台下 100kwh 的电池有望减重达 25kg。
根据公开消息统计，目前全球已推出或确定推出 800V 系统的汽车品牌多达 20 多家。从平台架构来看，包括比亚迪 e 平台 3.0、通用奥特能平台、吉利 SEA 浩瀚平台，奔驰 EVA、现代 E-GMP、小鹏扶摇架构等都能够支持 800V 高压。
已发布/即将发布搭载 800V 的车型（部分）
最早搭载 800V 高压充电系统的车型是保时捷 2019 年推出的纯电动 Taycan，按照官方数据，其能够将充电功率提升至 350kW，在 22.5 分钟内电量从 5％ 充到 80％，这对当时动辄需要 1 小时的充电时长来说可以说是质的飞跃。
反观国内市场，吉利 2020 年发布纯电 SEA 浩瀚架构时，其技术储备中就支持 800V。次年，比亚迪推出了支持 800V 的 e 平台 3.0，但出于成本和市场节奏的考虑，吉利和比亚迪当时都没有推出搭载 800V 平台的量产车型。
2022 年，极狐阿尔法 S 的 HI 版首发支持 800V 快充，但可惜的是，其充电功率只有187kW，且该车在市场销量表现平平，并没有掀起多大浪花。
再往后，小鹏 G9 的推出让业界对 800V快充有了进一步认识，官方还曾喊出了“充电 5 分钟，续航 200km”的口号，近期刚刚上市的小鹏G6车型同样也将800V作为一项核心卖点。
如果说此前车企对 800V 的探索仅是停留在技术层面，那么今年以来，车企正在进一步让800V技术覆盖到更多量产车当中，它也成为了“技术军备竞赛”的重要一环。
今年以来，小鹏汽车宣布搭载扶摇架构的车型将标配全域 800V 高压 SiC 碳化硅平台，包括动力电池、电驱、电源、压缩机等所有高压部件整车全域 800V。另外，今年发力纯电战略的理想汽车在上海车展期间也推出 800V 超充纯电解决方案。
“整车选择高压架构是实现超级快充的必经之路，800V 左右的高压在当前可支撑实现 2C 快充。”华为数字能源技术有限公司智能电动领域副总裁彭鹏曾说道。
毫无疑问，相比于其他提高充电功率的解决方案，800V 高压快充的优势非常明显，作为目前主流车企们解决补能难题的核心路径，800V 高压快充已成为行业的默契共识。
规模化前的两座大山
既然800V超充技术路径已经成为大多数车企的共同选择，那为何发展至今依然并没有大规模应用，究其核心原因在于，背后还存在着「升级成本」和「电网配套」两座大山要翻越。
从完整的充电链路来看，要实现 800V 高压充电，它需要充电桩、车辆接口、电源管理系统、电池的配合才能完成，它并不是单纯提高电压就能一劳永逸的升级，相比于此前的400V充电架构，每个环节的零部件都需要进化，要从产品定义甚至造车平台阶段开始规划。
设计之初，首先需要将整车电压水平定在 800V，电池包内部电芯也要以 800V 为标准设计串并联拓扑，最后确定电芯容量。其次是电机、空调、充电机、DCDC（直流变换器） 支持 800V 以及相关线束，高压连接器等所有高压回路上的其他零件按照 800V 要求设计、开发、验证。
之所以让800V这两年备受车企关注，还有一个材料学领域的神助攻，得益于第三代半导体材料的突破，碳化硅器件得以替代传统硅基半导体器件，加速了800V 的规模化应用。
与 Si MOSFET 相比，相同规格的 SiC MOSFET 尺寸可大幅减小至原来的 1/10。此外与 Si IGBT 模块相比，SiC MOSFET 模块能实现低功耗下的高频开关，有助于减小滤波器、变压器和散热器的尺寸，变相提升 800V 架构下新能源汽车的续航能力。
ST 数据显示，在 400V 电压平台下，SiC 能够比硅基 IGBT 器件拥有 2%~4%的效率提升，而在 750V 电压平台下其效率提升幅度则可增大至 3.5%~8%，可以看出，汽车平台高压等级越高，SiC 的优势将越明显。
虽然 SiC- MOSFET与 Si-IGBT 相比耐压程度更高，且开关损耗低、效率高，但相对应地，其价格也高。据科锐（Cree）预测，从整车成本看，只有当 SiC 器件成本下降至 Si-IGBT 成本的 2 倍时，应用 SiC 器件的整车成本不高于搭载 Si-IGBT 的整车成本。
近年来虽然有国内厂商在布局 SiC 产品，但仍难以满足车规级市场的需求，难以实现 SiC 器件自主供应，极度依赖进口。短期来看，SiC 器件成本难有改善。
这还仅仅一个小部件带来的成本提升，在桩端，布局高压充电同样需要大量的成本投入。大比特产业研究室的数据显示，一个 30kW 的充电模块所需的磁性元件（充电桩的核心元器件之一）价值量在 600 元左右，普通 60kW 的直流充电桩磁性元件价值量在 1200 元左右，而 800V 平台下 480kW 快充桩的磁性元件价值量将高达 9600 元左右。有统计数据显示，一个 360kW 超充的成本估算约为 23 万到 26 万之间。
“整个行业对 800V 有一个还没认真思考的问题：800V 的电池需要更小的电芯，电池成本会更高。这个成本问题如何去解决，目前业内没有一家公司能够给出答案。”李斌曾说道。
成本问题之外，800V 在规模化应用上还面临电网容量问题。在实际应用中，当前各家车企宣传的峰值功率并不代表用户使用场景下的真实功率，充电功率与当地的充电环境、电力使用情况挂钩，实际情况并没有车企们所宣扬的那么理想。
理论上而言，800V架构下的充电功率高达480kW，是目前主流直流快充桩的4-6倍，但事实是，我国目前很多地区的配电网，都没有配备这么大功率的变压器。其次，新能源车主们充电的不确定性和随机性，也会无形之中加大电网优化控制的难度。
蔚来总裁秦力洪也对此表示过类似的担忧，“真正的充电速度不光取决于车，还要取决于电，如果只有 800V 的车，没有 800V 的电，不能说把池子做大水就装得快，问题是水没有那么多，目前很多地方电力容量有限，改造难度很大，如果几辆电动车同时充电，电流分配更难以支持。”
根据国家电网北京经济技术研究院的一份报告显示，电动汽车的充电行为与居民日常用电负荷曲线的拟合度高达85%。有说法指出，如果在现有的配电系统基础设施下将现有充电桩升级为 800V 超充站，集中使用可能导致的夸张的情况是电用设备被烧毁；这好比是，大学宿舍里同时使用十几个电吹风这类高功率电器导致停电。
由此，在迎来电网容量扩容之前，业内提出了一种解决方案——即配置储能以缓解配电网的压力；这相当于原本是由一个大坝集中提供电力，现在增加了蓄水池，增加电力出口通道。
然而，储能站的成本一般在几百万到数千万美元之间，结合现有的 800V 车型体量来看，通过布局储能站解决 800V 充电的电力问题，并不是一笔划算的买卖。
为了满足日后的800V充电站规模化普及，电网只能进行大范围的升级和优化，但基础设施的建设并非一蹴而就，整个过程无疑是漫长的，它也注定了800V超充的规模化应用可能并不会在短时间内迎来井喷式发展。
一场缓慢的技术过渡
普及800V超充桩的愿景固然美好，但是至少在现阶段，我们还没有任何理由抛弃掉400V的充电网络，那么由此会衍生出一个大家都非常关心的问题，当具备800V超充技术的新能源车遇到现有的400V充电桩，是否也会带来一定的加成？
不久前，小鹏汽车官方曾做过一个关于小鹏G6和特斯拉Model Y的充电速度对比测试，采用的并非是小鹏汽车自建的充电桩，而是第三方180kw的充电桩，会更加符合用户的真实使用场景，实际数据显示即便是非800V的充电桩，小鹏G6的充电功率也要高于特斯拉Model Y。
在如今这个时代，大家购买具备800V技术架构的电动车，就有点当年4G网络到5G网络之间的升级，如果不是成本和价格的原因，几乎没有理由拒绝一台搭载800V技术架构的产品。
前面提到，只有在车、桩两端同时具备 800V 条件，并在电网容量能够满足的前提下，才能真正达到 800V 快充。但出于成本等因素的考量，在搭载 800V 的车、桩真正上量之前，车企也不得不选择性价比更高的过渡方案。
中国电力企业联合会副秘书长、能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会秘书长刘永东表示，“得益于 800V 大功率充电的兼容性很好，不改变现有车桩产品，对于现有的充电桩可采用适配器方案，实现平稳过渡升级。”
刘永东所指的过渡方案，其实也是目前车企面对前沿技术推进与部件升级缓慢之间的矛盾衍生出的解决方案，即部分800V 平台架构的高性价比方案。
由于当前 800V 功率开关器件成本是 400V 级 IGBT 的数倍，为了整车成本和驱动效率的平衡，主机厂有动力在关键必要的驱动系统上，使用 800V 部件（如电机） ，保留一部分 400V 零件。
车内供电上，通过 DC/DC 转换器将 800V 的电压转换成 400V 为车内电器供电，然而这个变压的过程会损失一部分电量，因此 800V 能使效率提升多少尚且还是未知数。
以保时捷 Taycan 为例，受限于 800V 配套器件开发，同时存在 800V、400V、48V 与 12V 四个电气架构，其在设计上就采用了 DC/DC 降压方案，以此满足车内其余低压系统的需求。现代 Ioniq 5 同样车内安装 DCDC 模块以满足车内 12V 架构的需求。
另外，对于桩车电压等级的不匹配的问题，部分厂商则是采取升压的方式，让 400V 的桩充 800V 的车。像均胜电子等零部件厂商就推出了高压平台充电升压模块 (800V Booster），通过车端的升压器将 400V 充电桩输出的电压升压至 800V 后再对电池进行充电。
为了兼容现有的 400V 充电桩，奥迪的 PPE 平台则是采用“组合充电”方案，在接入 400V 充电设施进行充电前，电池中相应的高压开关会自动切换，将 800V 电池分成两个额定电压为 400V 的电池，从而可以在一个 400V 充电桩进行并联充电，不再需要额外的高压升压器。
DIGITIMES Research 分析师 Jessie Lin 指出，由于 800V 架构在未来几年可能存在技术瓶颈和高成本等挑战，因此在 2030 年之前可能不会成为大众市场的主流产品。 渗透率将从一个相对较低的基数增长，高级别电动汽车是第一批支持 800V 的汽车。
从车端来看，Jessie Lin 表示，支持 800V 的电动汽车份额预计将从 2022 年的 2% 增长到 2025 年的 12%，其余主要是 400V 的电动汽车车型。
类似的观点，一位从事充电服务的业内高管也曾向钛媒体 App 提到，“未来 800V 超级快充就是 VIP 式充电，通过设置价格阶梯进行分层，服务愿意多花钱的高端车主，或者是有这种临时性应急补充需求的用户。”
该高管还提到，未来的充电的逻辑会是超级快充、普通快充、目的地慢充以及换电，是一个综合网络结构。也就是说至少现阶段，400V 充电桩不会完全被 800V 超充取代。
新技术诞生往往会面临技术挑战，而大规模应用也绝非一日之功，用户认知的转变同样需要过程，800V超充架构这条技术路径已然明确，产业链上下游的分工协作显得尤为关键。
对于我国的汽车工业而言，新能源本就是一个弯道超车的绝佳赛道，自主品牌们对800V技术架构更积极地尝试，也将作为重要的技术储备，在新能源时代建立起自己真正的护城河。
（本文首发钛媒体App，作者｜肖漫、李玉鹏，编辑｜张敏）
关键词：
您可能也喜欢这些文章
