首页/文章/ 详情

下一个技术爆发点 800V 电压平台到底能带来什么

电力电子技术与新能源

7月前浏览2631

2019 年 4 月保时捷 Taycan Turbo S 全球首发，随着保时捷首款纯电动车型诞生的还有最大 800V 电压平台。

2020 年 9 月 23 日吉利集团发布的 SEA 浩瀚架构上，该平台同样是最大支持 800V 电压平台。

之后，在 2020 年 12 月 2 日，现代汽车集团全球首发了全新电动汽车专用平台 “E-GMP” ，该平台同样可以实现最大 800V 多功能充电系统。

所以这个频繁出现的 800V 电压平台是什么？现阶段纯电动车型又都是多少电压平台？高电压平台又能给普通消费者带来什么？它的难点在哪？

一、行业现状

800V 高压平台出现之前，整个行业都处于什么水平？为此小白同学找到了市面上在售相对比较火的几款纯电动车型。通过车辆铭牌可以看到，绝大部分纯电动车型的动力电池系统额定电压都在 400V 左右。

而通常允许使用的电压范围上限为系统额定电压的 115%~120% ，也就是说在动力电池系统额定电压之下还可以上下浮动。

所以，你可以看到像奥迪 e-tron 的动力电池额定电压是 396V，在我们使用第三方 150kW 的直流快充桩充电时，它的充电电压最高去到 451.9V ，峰值电流去到 248A （这两个数据不是共存）。

所以可以看到，那些动力电池系统额定电压在 400V 左右的纯电动车型，在充电时电压基本都在 500V 以内。所以你会发现绝大部分纯电动车型 30%-80% 的充电时间基本都在 30 分钟左右。

二、为什么要推高电压平台？

为什么还要推高电压平台？这就回到了最初的问题。续航、充电一直是纯电动车型的两大痛点，这两年整个纯电动汽车行业在发展智能化的同时，续航和充电也没有落下。

所以，你可以看到现阶段纯电动车型的续航已经得到了比较明显的提升，从当初的 200km 左右的续航已经提升到了现在最大 NEDC 700+ 续航了，但在这种续航水平之下，充电同样是一大问题。

为了解决充电慢的问题，各家车企也都给出了不同的答案。目前，主流的解决方案有两种，一种是换电、一种是提高充电速度。

像蔚来汽车采用的就是换电技术，它通过自建的换电体系来实现车辆的快速补能，而依托于换电体系的补能方式对电压平台的要求就不是那么极致，所以可以看到蔚来第一代平台的电压就是 350V 。

另一种就是提高充电速度，充电速度的提升可以简单的理解为充电功率的提升，也就是 P=UI 中的 P 。所以想要提升充电功率，保持电压或电流其中一项不变，提高电压或电流即可提高充电功率。

而这个电压和电流的提升和国内充电桩规格要求有关。目前，市面上我们常见的第三方充电桩大多是 60kW 、 120kW 和 180kW 的充电桩。对应的额定电压有 500V 和 750V 不同的规格，但对应的电流更多的是最大 250A。

因此，越来越多的车企在纯电专属平台是采用更高的电压平台，也就是现在的保时捷 Taycan 上面采用的 800V 电压平台，因此 Taycan 的理论充电峰值功率是可以做到 270kW 的。

所以简单直接的来说，高电压平台的推出就是为了提高整车端充电效率，实现整车端快速补能。

三、800V 高电压平台难点在哪？

这样看整车端的高电压平台肯定是有比较大优势的，那在这样优势之下为什么还不大面积普及，即使现阶段充电端还不能很好的满足整车端的高压平台，但未来肯定会满足。

所以整车端高电压平台还没大批量上车的原因是什么？或者说整车端高电压平台的难点在哪？

1 、配套零部件要跟上

首先，电压平台的升高意味着全车所有电子电气架构都要基于高电压平台开发，而目前大部分的三电系统包括车载充电机、空调压缩机等涉及到的零部件都不是基于高电压平台所开发的。

因此高电压平台的推出就意味着所以原有的很多元器件都要重新开发、设计，从而来匹配高电压平台。

同时，这些元器件的开发就涉及到了供应商参与问题，要知道车企开发一辆新车的时候并不是所有的东西都是自己在做，会把一部分需求交给供应商，而这些供应商在收到需求的时候愿不愿意做，能不能做也是取决于供应商的。

所以当配套的供应商做出了高电压平台的配套后，那未来高电压平台的上车速度肯定会越来越快。

2 、保证电池稳定及安全性维度

其次，高电压平台的推出对电池模组来说也是一种考验，目前 400V 左右电压平台在车辆充电的时候更多的都是 1C （不严谨的说 80kWh 电池包它的充电功率在 80kW 那就是 1C ）左右的充电倍率，基于 800V 电压平台可能会做到 3C 左右甚至更高的充电倍率。

高充电倍率的实现意味着电压和电流的增大，这对于锂电池来说持续的大功率充电在一定程度上会影响电池内部的稳定性，从而可能会带来衰减、起火等不利因素。因此，即使是保时捷 Taycan 也只是在顶配的 Turbo S 是支持 800V 电压平台。

所以如何确保电池模组在持续的高电压和大电流之下保证电池的安全性是一个问题，包括对电池热管理系统的降温等等。

3 、成本维度

最后就是半导体器件，在 500V 电压平台上我们常用的是 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 全称 “ 绝缘栅双极型晶体管 ” 是一种大功率的电力电子器件，主要用于变频器逆变和其他逆变电路，将直流电压逆变成频率可调的交流电，俗称电力电子装置的 “CPU” 。