800V高压平台究竟有何优势,能够代表电车未来吗?

800V高压平台在电动车领域具有显著优势,被认为是未来电动车发展的重要方向之一,以下是其优势及未来前景分析:

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800V高压平台的优势

充电速度快:根据公式P=U×I,在功率一定的情况下,提高电压可以降低电流,从而减少充电过程中的热损耗,提升充电效率。800V平台的车型在1000V快充桩上可以做到3-3.5C的充电倍率,峰值充电功率在400kW左右。例如,小鹏G9的4C版本,充电峰值功率甚至达到了480kW。

续航里程提升:800V高压平台能够减少高电流方式下散热安全和充电损耗问题,电压的提升亦能增加电机输出功率。在功率相同的条件下,800V架构中的电流降低一半,整个高压系统的热损失降低到了原来的1/4。并且全面应用SiC模块后,电驱系统的能量效率可以从400V平台的87-89%提高至91%-92%,整个电驱系统总成的体积与重量降低,相同里程需要消耗的电量也降低。

动力性能增强:在电流一定的条件下,电压翻倍,电机的功率也直接翻倍,并且不会产生更多电机废热。例如,路特斯Eletre R+车型的900V电驱系统的峰值功率达到675kW,峰值扭矩985N·m。

系统集成度更高:800V高压平台使得全车功率器件电路更细,重量更轻,集成度得以进一步提升。例如,小鹏G6电耗仅为13.2kWh/100km,极氪007实现3秒级零百加速。

减少铜用量:800V系统稳态电流可降低到125A,铜线横截面积缩小至35mm²,铜重量降至0.31kg/m左右,相比400V系统轻了73%。

800V高压平台的未来前景

市场渗透率持续上升:2023年800V车型销量约为44.1万辆,占比5.29%;2024年上半年销量约为53.6万辆,占比17.8%。预计2024年800V高压平台车型在B级及以上市场的渗透率将超过30%,2025年全球800V车型渗透率将达到13%,销量突破350万辆。

技术逐渐成熟:随着第三代半导体材料碳化硅(SiC)的广泛应用,800V高压平台的性能将进一步提升。目前,SiC器件的国产替代进程加快,成本逐渐下降。

向中低端市场渗透:2025年,800V平台有望向中低端市场渗透,价格进一步下沉至20万元左右,未来几年将成为中高端电动汽车的标配。

推动产业链升级:800V高压平台的发展将带动上游SiC器件、中游高压零部件和下游充电设施的协同发展。例如,高倍率电池系统提升充电效率,主流电池企业纷纷推出快充方案。

政策支持:政府政策支持新能源汽车发展,800V平台作为技术升级的重要方向,受到政策推动。

800V高压平台面临的挑战

成本问题:800V高压平台需要使用碳化硅器件SiC MOSFET替代传统硅基半导体器件Si-IGBT,虽然SiC-MOSFET与Si-IGBT相比耐压程度更高,且开关损耗低、效率高,但相对应的,其价格也高。同时800V的电池需要更小的电芯,电池成本会更高。

电池寿命和安全问题:800V电压平台会让锂离子脱嵌和迁移的速率加快,部分锂离子来不及进入正负极,析锂现象加剧,一方面将造成活性物质的损失,影响电池容量和寿命;另一方面,锂枝晶一旦刺穿隔膜,将导致电池内部短路,造成起火等安全风险。

配电网问题: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4-6C,但我国目前很多地区的配电网电力容量有限,都没有配备这么大功率的变压器。所以即使有800V的车,可能很多时候也找不到800V的电,再如果几辆电动车同时充电,电流分配更难以支持。

基础设施滞后:现有充电桩以400V为主,超充桩覆盖率低(2023年国内仅约500座),导致800V车型难以发挥性能。单个超充站成本达80-150万元,液冷桩设备成本是普通桩的2-3倍,投资回报周期长。

技术挑战:4C以上快充加剧电池发热,需优化材料(如石墨烯基负极)和冷却系统(液冷/直冷)。高压部件适配方面,SiC器件成本高(为硅基IGBT的5-6倍)、产能不足;电驱系统、空调压缩机等需耐高压设计。

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