[汽车之家 资讯] 今年新能源圈儿卷什么?卷800V!
2022年个别厂商试水后,2023年,800V的战争正式拉响。目前小鹏、智己、起亚、埃安等品牌均已经推出800V平台产品,小鹏G6(参数|)更是把800V拉到了20万区间,以一己之力普及800V的概念;理想、蔚来、奔驰、宝马等新势力和老牌豪华厂商,也公布了800V平台车型落地计划。头部厂商一套操作下来,都把人整焦虑了,颇有不卷800V就落后的趋势。
『小鹏G6四驱版Max铭牌』
但火起来后,消费者对800V的质疑也不少,比如小鹏G6四驱版Max,就被质疑为“虚假的800V”——你铭牌上写的“动力电池系统额定电压551V”,怎么敢叫自己800V啊???
本文将探讨“800V高压平台”相关的问题,也请各位读者不吝赐教。
■ 551V也敢叫800V平台?
一句话, 动力电池、电机、电控、PTC、PDU、DCDC等高压器件的额定工作电压在550-930V的区间的,都能叫800V。这其中最方便审判的就是动力电池,铭牌上黑底白字写着呢做不了假。这么一看,前文的小鹏G6也算压线达标,高1V也是高了。
『智己汽车宣传的“全域800V”和“真800V”概念』
另外,业内还有个“全域800V”的说法,这是个营销概念还是技术概念大家见仁见智。反正按我理解,哪有给动力电池和其它高压器件整两套方案的,这不是自己给自己找不痛快?当然保时捷除外(Taycan有两个高电压回路,电池包额定电压613V,其它高压部件额定电压400V)。因此目前我们大致可以认为,车企宣传自己是800V,我们去看一下它的铭牌,动力电池额定电压在550V以上,就直接认证为真·800V。
■ 800V的优势不止充电快
车企为啥卷800V?不用问也知道就是因为它充电是真的快。小鹏G9在自家S4超充上的充电速度相信不用我多赘述,实测过程中你稍微一分心,计数都赶不上。但事实上,高压快充平台还有另一个优势——能耗。
根据公式P=UI,目前快充技术分为大电流和高电压,大电流带来的问题是产热过多,因为Q=I²Rt,热量和电流的平方成正比,因此提升电流带来的产热很高。当然市面上也不是没有大电流方案,咱们熟悉的特斯拉、极氪就是大电流玩家,特斯拉第三代超充桩,功率为250kW,电压400V,电流达到600A,因此其使用了液冷枪线等技术避免过多的热量产生。
高电压模式还能降低高压线束重量,在功率相同的情况下,P=U²/R,意味着可以使用更细的线束来降低重量。保时捷指出,其800V平台下实现300kW充电功率,对比400V平台,高压线束的截面积仅为二分之一,线束减重4kg。
成本方面,理想汽车创始人李想在接受采访时表示,使用SiC配合高压平台,再配合比较好的封装技术,电池成本还可以大幅下降,相比今天主流的400V平台,在相同尺寸和驱动形式下,还可以一辆车降3到4万块钱的零部件成本。
当然拆分来看,800V对比400V的成本有升有降,需要车企自己权衡。联合电子曾整理了一份系统层面的成本变化,供大家参考。
■ SiC真的是800V绝配?
相信大家也关注到了,800V老是和SiC绑在一起宣传,仿佛它们就是快充的法宝。其实SiC是个逆变器功率器件,此前干这活的东西叫IGBT,作用简单概括为交流直流互转、变频、变压等。也就是说,在充电桩电压高于电池电压时,二者直流连接,SiC起到的作用很小。而数据显示,目前我国的充电桩近70%的输出电压都在750V,也就是说类似上文小鹏G6的车型,根本不用SiC升压。
『智己LS6使用双SiC』
当然我们并不是否定SiC的功效,目前其确实是有取代IGBT的趋势,拥有更高的耐受电压、更高的电导率、更好的热稳定性和更小的能耗。行业领军企业比亚迪、特斯拉等均有采用。
『小鹏官网对充电时间的解释说明』
那么800V的绝配是谁呢?是高充电倍率电池。小鹏在宣传中明确指出,其“20分钟从10%充至80%”是建立在3C电池+S4超充桩的基础上的。4C,指的是电池在四分之一个小时 (15分钟) 内充满电,3C(三分之一个小时充满)、2C 以此类推。
高压和高倍率电池的关系可以理解为打铁还需自身硬,充电桩提供高电压,电池需要能承受住才能提升充电速度。因此卷高倍率电池也是目前的趋势。拿宁德时代为例,其推出了一款磷酸铁锂4C电池“神行”,在正负极、电解液、隔膜等电化学体系以及PACK设计上都进行了创新,而非单纯的PACK结构变化(比如正极提速上采用超电子网正极技术;负极材料创新上,则对石墨表面进行改性,增加了锂离子嵌入通道并缩短嵌入距离)。
『神行电池』
此前宁德时代曾推出过三元锂4C电池,这回磷酸铁锂版一出现,估计得让比亚迪慌一下。毕竟目前不搞“超充”,还是磷酸铁锂大户的就是比亚迪。
另外,热管理问题也是高压快充需要面对的。我们知道串联提高电压,因此800V需要比400V更高的串联数,串联分流导致流入电芯的电流增大,热量升高,对热管理系统也是一个挑战。
■ 小鹏为何不做“真800V”?
这部分是想聊一聊800V的普及问题。其实不止小鹏,目前宣称800V平台的车,其动力电池额定电压也并非达到800V。
『极狐阿尔法S HI版 进阶版』
『阿维塔12』
随便举一些例子,可以看到大家基本都集中在600-750V这个范围内。
这倒不是车企不能做800V,而是为了匹配主流的750V充电桩,你不能让一个低电压的桩直接给高电压的电池充电。根据“中国充电工况”CCIC的数据,目前充电桩750V电压平台占比为50.70%,1000V电压平台占比34.72%,500V电压平台占比为14.58%。因此至少在现阶段,车企必须考虑主流充电桩的适配问题。因此将电压控制在750V以下,可以充分利用现有资源充电。
当然,也可以采用升压方案,比亚迪的e3.0平台就包含一个独特的电驱升压技术,利用了IGBT逆变桥及电机定子,直流充电经过电机总成后进入动力电池。
高压快充桩对电网的影响可能是制约其发展的一大原因。我们可以把整个电网简化为你家的家用电路,你搞10个电水壶和10个吹风机一起上,不跳闸才怪。本质上大功率充电这种行为会加剧电网负担,且充电行为与电网的峰谷时间一致,更加大了峰谷的差距。况且目前3C/4C电芯的应用并不广泛,因此站在充电站的角度,升级更高压的1000V快充并无必要,不如多加几个750V的桩,还能提升服务量。而电网扩容可谓大工程,非车企一己之力能办到。
车企对此也有应对方案——储能。相当于我家自备10个大电池,就能承担用电需求。比如小鹏在发布自家S4超充时,后面紧跟着就是自研的储能。再比如特斯拉在老家美国的350kW超充站,将配置一套特斯拉210kW/350kWh的储能系统。华为超充解决方案则采用光储充一体化,在电力获取困难或者是电力扩容困难的充电站,通过光伏加储能进行供电,也降低了大功率充电设施对电网资源的占用以及降低对电网的冲击。但储能配置的成本又是个大问题,有机构测算,其花费不比被诟病为“重资产”的蔚来换电站低。
况且高压快充并非像车企宣传的那么“快”。相信使用过超充的朋友都懂,即使是小鹏S4超充+3C电芯,达到其所宣传的充电功率也要天时地利人和,旁边不能有别的车,自身电量要在高速充电区间,只要电量一上80%,充电功率马上掉下来。
综上所述,至少在目前阶段,盲目上800V以上高电压平台不明智。既然超过550V就可以被定义为800V,那不如直接匹配市面上大部分充电桩,将电压控制在750V以下,待基建发展了再进行升压。
■ 不合群的比亚迪和特斯拉
所以800V真的是电动车补能的终极答案吗?中美新能源汽车行业龙头王传福和马斯克表示,不一定。
『汉EV和腾势D9的铭牌』
我愿称比亚迪为“800V事件中最大受害者”,毕竟他们很早就上了高压平台,但从来没宣传过这个,还一直被拿来碰瓷。但事实上,如果按上述800V的定义,那么比亚迪汉EV、腾势D9等也是800V平台。
比亚迪是双枪快充战略的推行者,(想详细了解双枪快充的可以看这篇文章的前半部分《腾势N7真那么牛吗?》),王传福就在2023中国电动汽车百万会论坛上建议:当前行业还没有形成超充标准共识,为了破除瓶颈,建议采用“多枪快充”模式,即用两把枪或者多把枪同时给一台车充电,以此来最大程度地缓解新能源车主们在充电问题的焦虑。
双枪快充和800V孰优孰劣很难界定,高压快充在自家超充桩上确实是快,但双枪快充的普适性更好,毕竟在遍布大江南北的普通充电桩上,两个枪一起充肯定比单个枪更快。并且双枪快充对基建的要求更低,不用大范围改造和新建,成本仅在车本身上,对比高压快充,可以称得上是“轻资产”。
至于特斯拉,上文提到过,他们走的是大电流模式,其V3超充桩充电电压为400V,峰值电流达600A,峰值功率约250kW。相较于高电压快充,大电流快充的热损失较大,且充电桩与充电枪的热管理成本更高。不过特斯拉似乎也不想换路线,这么多年来建设了不少超充站,某种意义上来说,虽然速度不及小鹏,但胜在数量多。
■ 写在最后
关注新能源汽车行业这些年,我不得不感叹行业变化之快。洋洋洒洒接近三千字,我仍不能确定以800V为代表的高压快充是否是电动车补能的终极答案。目前市面上存在着高压/大电流快充、换电、双枪快充等多种补能方案,还有一些厂商认为混动能解决补能焦虑,因此转头研究多挡DHT和增程或者油电混动。而国家政策方面尚未明朗,有相关机构预测,至少要2025年,新一代的充电标准才会出炉。那么我们也不下结论不瞎预测,一起抱着学习的心态,看看这个市场到底会如何变化吧,也欢迎大家在评论区交流。(文/汽车之家 邢月阳)