文|車(chē)市物語(yǔ)
今年新能源圈兒卷什么?卷800V!
2022年個(gè)別廠(chǎng)商試水后,2023年,800V的戰(zhàn)爭(zhēng)正式拉響。目前小鵬、智己、起亞、埃安等品牌均已經(jīng)推出800V平臺(tái)產(chǎn)品,小鵬G6更是把800V拉到了20萬(wàn)區(qū)間,以一己之力普及800V的概念;理想、蔚來(lái)、奔馳、寶馬等新勢(shì)力和老牌豪華廠(chǎng)商,也公布了800V平臺(tái)車(chē)型落地計(jì)劃。頭部廠(chǎng)商一套操作下來(lái),都把人整焦慮了,頗有不卷800V就落后的趨勢(shì)。
小鵬G6四驅(qū)版Max銘牌
但火起來(lái)后,消費(fèi)者對(duì)800V的質(zhì)疑也不少,比如小鵬G6四驅(qū)版Max,就被質(zhì)疑為“虛假的800V”——你銘牌上寫(xiě)的“動(dòng)力電池系統(tǒng)額定電壓551V”,怎么敢叫自己800V啊???
本文將探討“800V高壓平臺(tái)”相關(guān)的問(wèn)題,也請(qǐng)各位讀者不吝賜教。
01 551V也敢叫800V平臺(tái)?
一句話(huà), 動(dòng)力電池、電機(jī)、電控、PTC、PDU、DCDC等高壓器件的額定工作電壓在550-930V的區(qū)間的,都能叫800V。這其中最方便審判的就是動(dòng)力電池,銘牌上黑底白字寫(xiě)著呢做不了假。這么一看,前文的小鵬G6也算壓線(xiàn)達(dá)標(biāo),高1V也是高了。
智己汽車(chē)宣傳的“全域800V”和“真800V”概念
另外,業(yè)內(nèi)還有個(gè)“全域800V”的說(shuō)法,這是個(gè)營(yíng)銷(xiāo)概念還是技術(shù)概念大家見(jiàn)仁見(jiàn)智。反正按我理解,哪有給動(dòng)力電池和其它高壓器件整兩套方案的,這不是自己給自己找不痛快?當(dāng)然保時(shí)捷除外(Taycan有兩個(gè)高電壓回路,電池包額定電壓613V,其它高壓部件額定電壓400V)。
因此目前我們大致可以認(rèn)為,車(chē)企宣傳自己是800V,我們?nèi)タ匆幌滤你懪疲瑒?dòng)力電池額定電壓在550V以上,就直接認(rèn)證為真·800V。
02 800V的優(yōu)勢(shì)不止充電快
車(chē)企為啥卷800V?不用問(wèn)也知道就是因?yàn)樗潆娛钦娴目臁P※iG9在自家S4超充上的充電速度相信不用我多贅述,實(shí)測(cè)過(guò)程中你稍微一分心,計(jì)數(shù)都趕不上。此外高壓快充平臺(tái)還有另一個(gè)優(yōu)勢(shì)——能耗。
根據(jù)公式P=UI,目前快充技術(shù)分為大電流和高電壓,大電流帶來(lái)的問(wèn)題是產(chǎn)熱過(guò)多,因?yàn)镼=I2Rt,熱量和電流的平方成正比,因此提升電流帶來(lái)的產(chǎn)熱很高。當(dāng)然市面上也不是沒(méi)有大電流方案,咱們熟悉的特斯拉、極氪就是大電流玩家,特斯拉第三代超充樁,功率為250kW,電壓400V,電流達(dá)到600A,因此其使用了液冷槍線(xiàn)等技術(shù)避免過(guò)多的熱量產(chǎn)生。
高電壓模式還能降低高壓線(xiàn)束重量,在功率相同的情況下,P=U2/R,意味著可以使用更細(xì)的線(xiàn)束來(lái)降低重量。保時(shí)捷指出,其800V平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)300kW充電功率,對(duì)比400V平臺(tái),高壓線(xiàn)束的截面積僅為二分之一,線(xiàn)束減重4kg。
成本方面,理想汽車(chē)創(chuàng)始人李想在接受采訪(fǎng)時(shí)表示,使用SiC配合高壓平臺(tái),再配合比較好的封裝技術(shù),電池成本還可以大幅下降,相比今天主流的400V平臺(tái),在相同尺寸和驅(qū)動(dòng)形式下,還可以一輛車(chē)降3到4萬(wàn)塊錢(qián)的零部件成本。
當(dāng)然拆分來(lái)看,800V對(duì)比400V的成本有升有降,需要車(chē)企自己權(quán)衡。聯(lián)合電子曾整理了一份系統(tǒng)層面的成本變化,供大家參考。
03 SiC真的是800V絕配?
相信大家也關(guān)注到了,800V老是和SiC綁在一起宣傳,仿佛它們就是快充的法寶。其實(shí)SiC是個(gè)逆變器功率器件,此前干這活的東西叫IGBT,作用簡(jiǎn)單概括為交流直流互轉(zhuǎn)、變頻、變壓等。也就是說(shuō),在充電樁電壓高于電池電壓時(shí),二者直流連接,SiC起到的作用很小。而數(shù)據(jù)顯示,目前我國(guó)的充電樁近70%的輸出電壓都在750V,也就是說(shuō)類(lèi)似上文小鵬G6的車(chē)型,根本不用SiC升壓。
智己LS6使用雙SiC
當(dāng)然我們并不是否定SiC的功效,目前其確實(shí)是有取代IGBT的趨勢(shì),擁有更高的耐受電壓、更高的電導(dǎo)率、更好的熱穩(wěn)定性和更小的能耗。行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)比亞迪、特斯拉等均有采用。
小鵬官網(wǎng)對(duì)充電時(shí)間的解釋說(shuō)明
那么800V的絕配是誰(shuí)呢?是高充電倍率電池。小鵬在宣傳中明確指出,其“20分鐘從10%充至80%”是建立在3C電池+S4超充樁的基礎(chǔ)上的。4C,指的是電池在四分之一個(gè)小時(shí) (15分鐘) 內(nèi)充滿(mǎn)電,3C(三分之一個(gè)小時(shí)充滿(mǎn))、2C 以此類(lèi)推?! ?/p>
高壓和高倍率電池的關(guān)系可以理解為打鐵還需自身硬,充電樁提供高電壓,電池需要能承受住才能提升充電速度。因此卷高倍率電池也是目前的趨勢(shì)。拿寧德時(shí)代為例,其推出了一款磷酸鐵鋰4C電池“神行”,在正負(fù)極、電解液、隔膜等電化學(xué)體系以及PACK設(shè)計(jì)上都進(jìn)行了創(chuàng)新,而非單純的PACK結(jié)構(gòu)變化(比如正極提速上采用超電子網(wǎng)正極技術(shù);負(fù)極材料創(chuàng)新上,則對(duì)石墨表面進(jìn)行改性,增加了鋰離子嵌入通道并縮短嵌入距離)。
此前寧德時(shí)代曾推出過(guò)三元鋰4C電池,這回磷酸鐵鋰版一出現(xiàn),估計(jì)得讓比亞迪慌一下。畢竟目前不搞“超充”,還是磷酸鐵鋰大戶(hù)的就是比亞迪。
另外,熱管理問(wèn)題也是高壓快充需要面對(duì)的。我們知道串聯(lián)提高電壓,因此800V需要比400V更高的串聯(lián)數(shù),串聯(lián)分流導(dǎo)致流入電芯的電流增大,熱量升高,對(duì)熱管理系統(tǒng)也是一個(gè)挑戰(zhàn)。
04 小鵬為何不做“真800V”?
極狐阿爾法S HI版 進(jìn)階版
阿維塔12
隨便舉一些例子,可以看到大家基本都集中在600-750V這個(gè)范圍內(nèi)。
這倒不是車(chē)企不能做800V,而是為了匹配主流的750V充電樁,你不能讓一個(gè)低電壓的樁直接給高電壓的電池充電。根據(jù)“中國(guó)充電工況”CCIC的數(shù)據(jù),目前充電樁750V電壓平臺(tái)占比為50.70%,1000V電壓平臺(tái)占比34.72%,500V電壓平臺(tái)占比為14.58%。因此至少在現(xiàn)階段,車(chē)企必須考慮主流充電樁的適配問(wèn)題。因此將電壓控制在750V以下,可以充分利用現(xiàn)有資源充電。
當(dāng)然,也可以采用升壓方案,比亞迪的e3.0平臺(tái)就包含一個(gè)獨(dú)特的電驅(qū)升壓技術(shù),利用了IGBT逆變橋及電機(jī)定子,直流充電經(jīng)過(guò)電機(jī)總成后進(jìn)入動(dòng)力電池。
高壓快充樁對(duì)電網(wǎng)的影響可能是制約其發(fā)展的一大原因。我們可以把整個(gè)電網(wǎng)簡(jiǎn)化為你家的家用電路,你搞10個(gè)電水壺和10個(gè)吹風(fēng)機(jī)一起上,不跳閘才怪。本質(zhì)上大功率充電這種行為會(huì)加劇電網(wǎng)負(fù)擔(dān),且充電行為與電網(wǎng)的峰谷時(shí)間一致,更加大了峰谷的差距。況且目前3C/4C電芯的應(yīng)用并不廣泛,因此站在充電站的角度,升級(jí)更高壓的1000V快充并無(wú)必要,不如多加幾個(gè)750V的樁,還能提升服務(wù)量。而電網(wǎng)擴(kuò)容可謂大工程,非車(chē)企一己之力能辦到。
車(chē)企對(duì)此也有應(yīng)對(duì)方案——儲(chǔ)能。相當(dāng)于我家自備10個(gè)大電池,就能承擔(dān)用電需求。比如小鵬在發(fā)布自家S4超充時(shí),后面緊跟著就是自研的儲(chǔ)能。特斯拉在老家美國(guó)的350kW超充站,將配置一套特斯拉210kW/350kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)。
華為超充解決方案則采用光儲(chǔ)充一體化,在電力獲取困難或者是電力擴(kuò)容困難的充電站,通過(guò)光伏加儲(chǔ)能進(jìn)行供電,也降低了大功率充電設(shè)施對(duì)電網(wǎng)資源的占用以及降低對(duì)電網(wǎng)的沖擊。但儲(chǔ)能配置的成本又是個(gè)大問(wèn)題,有機(jī)構(gòu)測(cè)算,其花費(fèi)不比被詬病為“重資產(chǎn)”的蔚來(lái)?yè)Q電站低。
況且高壓快充并非像車(chē)企宣傳的那么“快”。相信使用過(guò)超充的朋友都懂,即使是小鵬S4超充+3C電芯,達(dá)到其所宣傳的充電功率也要天時(shí)地利人和,旁邊不能有別的車(chē),自身電量要在高速充電區(qū)間,只要電量一上80%,充電功率馬上掉下來(lái)。
綜上所述,至少在目前階段,盲目上800V以上高電壓平臺(tái)不明智。既然超過(guò)550V就可以被定義為800V,那不如直接匹配市面上大部分充電樁,將電壓控制在750V以下,待基建發(fā)展了再進(jìn)行升壓。
05 不合群的比亞迪和特斯拉
所以800V真的是電動(dòng)車(chē)補(bǔ)能的終極答案嗎?中美新能源汽車(chē)行業(yè)龍頭王傳福和馬斯克表示,不一定。
漢EV和騰勢(shì)D9的銘牌
我愿稱(chēng)比亞迪為“800V事件中最大受害者”,畢竟他們很早就上了高壓平臺(tái),但從來(lái)沒(méi)宣傳過(guò)這個(gè),還一直被拿來(lái)碰瓷。但事實(shí)上,如果按上述800V的定義,那么比亞迪漢EV、騰勢(shì)D9等也是800V平臺(tái)。
比亞迪是雙槍快充戰(zhàn)略的推行者,王傳福就在2023中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百萬(wàn)會(huì)論壇上建議:當(dāng)前行業(yè)還沒(méi)有形成超充標(biāo)準(zhǔn)共識(shí),為了破除瓶頸,建議采用“多槍快充”模式,即用兩把槍或者多把槍同時(shí)給一臺(tái)車(chē)充電,以此來(lái)最大程度地緩解新能源車(chē)主們?cè)诔潆妴?wèn)題的焦慮。
雙槍快充和800V孰優(yōu)孰劣很難界定,高壓快充在自家超充樁上確實(shí)是快,但雙槍快充的普適性更好,畢竟在遍布大江南北的普通充電樁上,兩個(gè)槍一起充肯定比單個(gè)槍更快。并且雙槍快充對(duì)基建的要求更低,不用大范圍改造和新建,成本僅在車(chē)本身上,對(duì)比高壓快充,可以稱(chēng)得上是“輕資產(chǎn)”。
至于特斯拉,上文提到過(guò),他們走的是大電流模式,其V3超充樁充電電壓為400V,峰值電流達(dá)600A,峰值功率約250kW。相較于高電壓快充,大電流快充的熱損失較大,且充電樁與充電槍的熱管理成本更高。不過(guò)特斯拉似乎也不想換路線(xiàn),這么多年來(lái)建設(shè)了不少超充站,某種意義上來(lái)說(shuō),雖然速度不及小鵬,但勝在數(shù)量多。
寫(xiě)在最后
關(guān)注新能源汽車(chē)行業(yè)這些年,我不得不感嘆行業(yè)變化之快。洋洋灑灑接近三千字,我仍不能確定以800V為代表的高壓快充是否是電動(dòng)車(chē)補(bǔ)能的終極答案。
目前市面上存在著高壓/大電流快充、換電、雙槍快充等多種補(bǔ)能方案,還有一些廠(chǎng)商認(rèn)為混動(dòng)能解決補(bǔ)能焦慮,因此轉(zhuǎn)頭研究多擋DHT和增程或者油電混動(dòng)。而國(guó)家政策方面尚未明朗,有相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),至少要2025年,新一代的充電標(biāo)準(zhǔn)才會(huì)出爐。那么我們也不下結(jié)論不瞎預(yù)測(cè),一起抱著學(xué)習(xí)的心態(tài),看看這個(gè)市場(chǎng)到底會(huì)如何變化吧,也歡迎大家在評(píng)論區(qū)交流。