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800V高压既快又省,但想压垮燃油车,光靠保时捷小鹏没戏

2023年01月04日 16:49:02
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来源:路咖汽车

一款新车想要刺激消费者的味蕾已经越来越困难。从以前聊发动机、变速箱、底盘这些老三大件。到现在遍地配上8155芯片的智能座舱,以及疯狂堆料激光雷达的智能驾驶辅助功能等等。在电气化与智能化的浪潮下,大众的视野已经不知道该如何安放。但是花样再多的新生事物也需要有承载的基础,对于当下集万千宠爱于一身的纯电动车而言,续航就是始终限制它进一步发展的重要问题。

解决方案无非是一手电池容量,一手快速补能。在后者中,相比“釜底抽薪”的换电道路,高压快充的玩家相对更多一些。800V高压系统技术的日渐明朗,让高压快充路线的车企们瞅准了新方向。包括保时捷比亚迪、小鹏、现代等车企,或布局或已经交付了基于800V高压架构打造的量产车型。在前不久的广州车展上亮相合创V09,也全系标配800V高压系统。虽然合创V09谈不上是“800V俱乐部”的先驱,但作为一款MPV车型,它似乎也能为我们对新时代高压快充的理解与憧憬带来新的思考。

什么是800V,有啥好处?

如果把电动车的续航焦虑归结为补能焦虑,那么在换电等模式之外,仅以插电补能的场景为核心来讨论,那么加大充电功率,就是这个问题的唯一答案。而提升功率则有两个办法,即提升电流或提升电压。但实际上,继续提升电流几乎是不可能的,又或者说是得不偿失的情况。因为在寸土寸金的汽车上,要无休止地使用更粗的线束是不切实际的。并且电池包的体积与体重本就不堪重负,缩小和减重才是未来的主旋律。同时,在线束上内卷,还会造成成本迅速提升,并且效果上来说性价比很低,所以各大车企才会将注意力都集中到提升电压这一领域。

而要从目前主流的400V提升至800V的水平,需要满足哪些技术升级呢?最为理想的情况下,全车包括动力电池、驱动电机、热管理系统(空调系统)等等,全部都为800V的工作环境所设计。当然,也包括车辆的绝缘要求,以及配套的充电设施等等。不过也有相对性价比更高的办法,那就是只在关键的驱动系统上,使用800V电压要求,而在热管理等其它零部件上继续保持400V标准。因为在充电阶段,车辆并不需要驱动,所以原本负责驱动系统的功率器件可以用在将原本的400V电压提升至800V的逆变器中,形成升压效果,从而提升补能效率。

但无论是“全800V”还是“半800V”路径,都绕不开对SiC(碳化硅)的使用。相比传统的硅基IGBT,SiC(碳化硅)在高温下工作更加稳定,导通电阻更低,开关速度更快,散热效果也更好。对于补能而言,SiC(碳化硅)最大的意义在于,如果要采用800V电压架构,那么它的应用就几乎是无可替代的。由于承载能力和损耗方面无法达到800V车规需求,原本的硅基IGBT基本将车辆的电压水平限制在了700V以内(保时捷的情况后面聊)。

除了高电压带来的补能效率提升之外,SiC(碳化硅)的运用一定程度上还提升了车辆的效率,降低了损耗,特别是对高速环境下电动车的能耗问题有一定帮助,从而使得纯电动车的测试续航成绩更加接近真实工况。其次,800V电压架构可以实现向下兼容,对于目前多以400V电压架构为目标打造的快充硬件,采用800V电压架构打造的车型可以轻松压榨它们的极限效率。

800V的短板,MPV能规避?

说了这么多800V电压架构的好处,那它有啥劣势呢?与很多好东西的缺点一样,800V的最大短板就是“贵”。这个贵是全方位的,首先在最核心的SiC(碳化硅)材料上,将IGBT换装SiC(碳化硅)之后,成本压力目前基本需要提升2.5-3倍左右。这还是随着时间的推移与边际效应的提升才逐渐压制下来的情况,早在2018年特斯拉率先尝试使用SiC模块的时候,虽然在400V电压架构下特斯拉就收获了开关损耗降低75%,换算系统效率提升约5%的成绩。但高企的成本也是依靠着庞大的边际效应,以及在动力电池端疯狂压缩成本而整体摊薄,至今看来依旧是一场豪赌。

而800V电压架构对于SiC(碳化硅)的依赖是全方位的,这也是为什么前面有提到所谓“半800V”路径的主要原因,毕竟省下一套零部件升级800V,便省下了对应换装SiC(碳化硅)的成本。虽然保时捷由于入场较早,最开始还是沿用了IGBT模块。但保时捷得天独厚的溢价能力,完全可以支撑定制化的元器件设备需求。有意思的是,即使保时捷这种在话语权与不差钱方面的强势选手,当初也没能为自己的吃螃蟹之作找到适配800V电压的空调压缩机,于是不得已为其“定制”了一套兼容400V的转换器。所以整套800V架构的配套,即使在越来越多玩家下场的情况下,至少在成本上的压力仍然是较大的。

另外还有一点则是在配套设备上,也就是所谓的充电桩。虽然国内的车桩比已经来到了3比1(2021年统计水平),但充电桩方面大量还是以慢充桩为主。即使是基于400V电压架构的快充桩,也还待丰富。也就更别说投资成本更高,限制条件也更多的800V电压架构下的超充桩了。再加上即使是满足800V的超充桩,在同一个充电站的高峰期,还会出现功率分流的情况,造成800V的最大效率无法被发挥。

针对这些痛点,我们回到最开始提到的合创V09。作为一款采用800V高压系统的MPV车型,官方介绍它能够实现5分钟补能续航200公里的表现。但更重要的是在普及800V高压方面,它似乎有着得天独厚的解题思路。相对于轿车、SUV等家用属性极为明显的产品,MPV在国内市场的消费场景则表现为公务、商务为主,家用(特别是中高端家用)高速增长的状态。可以看到,从受众的价格敏感度来看,国内MPV市场的表现或许不会亚于隔壁的保时捷(只是说敏感度,不是说绝对价格)。

其次,结合以上用车场景,针对中高端纯电MPV车型的补能设施建设相对能够更为集中,不仅可以摊薄基础设施建设压力,还可以尽可能提升管理效率。从这点来看,即使是受众范围更小,针对性更强的保时捷都难以媲美。至于更为大众化,受众更为复杂的小鹏等品牌,但单从车企的角度来说,想解决这一问题就变得更难。总之,800V电压架构从技术角度来说,堪比纯电动车向燃油车发起的最后冲锋。但在最终落地的方法上,似乎MPV能够成为更优的突破口之一。

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