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为什么大厂都在「卷」800V?

2024-03-02 09:38
节点财经
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文 / 五行

在2023年,新能源汽车市场的竞争激烈程度创下历史新高,其中有多个焦点,800V高压平台正是其中之一。有了它的加持,“充电五分钟,通话两小时”就不是梦。

目前,比亚迪、华为、吉利、广汽、小鹏和奇瑞等车企都发布了搭载800V高压平台的车型,宁德时代、蜂巢能源也发布了支持800V高压平台的快充电池,并且各方都把它当作宣传重点,和快充技术的未来。

按现在的趋势来看,800V高压平台已经是众望所归,它到底有什么魅力?

01 800V,电动汽车赶超燃油车的救星?

电动汽车起源于19世纪,比燃油车出现的时间还要早一些,但由于续航有限,充电不方便,导致它在此后很长一段时间内陷入发展停滞阶段。可以说,从诞生到今天,如何完善补能体验,一直都是新能源汽车产业要解决的头号难题。

在目前的新能源汽车市场中,纯电车型的规模更大,这使得“完善补能体验”的需求更加迫切。在2023年,我国的新能源汽车销量达到了949.5万辆,其中纯电车型的销量远高于混动车型,约是后者的2倍。放眼全球市场中,纯电车型在整个汽车市场中的销量占比已达到11.5%,同样高于混动车型。所以,电动汽车都必须提高补能效率。

这方面的解决思路有两个,分别是电池和充电,今天我们先不谈电池,只说快充。

我们在初中物理中学过一个公式-功率=电压x电流(P=UI)。基于这个公式,要想提高充电功率,就得增加系统的电流或电压,产业链的路线就包括大电流和高电压。

特斯拉是大电流的支持者,目前已经研发了三代超级快充,最新一代的峰值工作电流超过600A,能让超充功率从100kW 提升到250kW。官方数据显示,第三代快充可以用15分钟给车增加约250km的续航。特斯拉还在开发第四代超级快充,其功率将达到350kW。

大电流方案有一个弱点,那就是在给汽车充电时,不能长时间保持在高功率区间。根据华为智能电动领域总裁王超分享的研究发现,当采用低压大电流模式时,最大功率充电仅出现在 10%-20%SOC 时段,而在其他区间充电功率下降迅速。在800V高压平台下,最大功率快充可支持 30%-80%SOC 时段。

除了特斯拉,其他车企都选择了高电压路线。比如,小鹏给旗下定位最高的车型G9上了800V电压平台,G9在小鹏超充站充电5分钟,可增加超过200km续航。极狐阿尔法 S HI版在 800V 高压平台下,可实现充电10分钟,增加200 km续航;新款极氪001在800V高压平台加持下,不到12分钟就能从10%充至80%。宁德时代、蜂巢能源都推出了支持800V高压的动力电池

在800V高压平台出现之前,行业还应用过400V高压平台,它也是现在大多数车型采用的方案。但从车企的新车型来看,800V高压平台是车企选择的未来。在数据上,它可以让电动汽车的补能体验接近燃油车的加油体验。如果电压进一步加大,电动汽车就有可能在补能环节上追上燃油车,扫平消费者的顾虑。

02 为什么800V还无法普及?

最早使用800V高压平台的是纯电版保时捷Tayca(2019年),在800V高压平台的加持下,Taycan仅用22.5分钟,就能把93.4kWh的电池从5%充到80%。在同一年,比亚迪也推出了使用800V高压平台的车型,但市场上密集讨论800V高压的时间点却是五年后的2023年。显然,800V高压经历了一段沉寂期。

新能源汽车的电气系统设计分为高压和低压两部分,高压部分包括电池、电机、电控和高压线束等。车企有两个选择,一个是把高压部分全部升级至支持800V高压,另一个是让其中的部分零部件支持800V高压。第二个选择并不能算欺骗,其实车企宣传的800V高压,指的是峰值,只要功率范围在550V-930V之间,就可以叫800V。

车企的不同选择,恰好体现了800V高压平台现在还无法普及的原因,那就是这涉及到多个零部件,是系统性工程,难度较大。

要想组成闭环的充电环境,需要几个环节。一是车,二是充电设备,主要是充电桩,800V高压平台的成本就体现在这两方面。

首先,除了充电部分,电驱和电控也要支持800V高压。其次,800V超充桩的单枪成本高,约是普通充电桩的2-3倍。同时,为了调节大功率充电带来的电网压力,充电桩运营商还得在充电站建设储能设备(避免冲击电网),这也推高了超充站的建设成本。

这还导致了另一个问题,那就是即便车企给了800V高压,但由于支持800V高压的充电设备不够,消费者很少有机会使用800V高压,自然不会了解它的优点,800V高压平台就难以吸引消费者,形成了一个怪圈。

既然有这些拦路虎,为什么产业链还要研发800V高压平台呢?原因在于,续航焦虑始终阻碍用户购车的主要原因,而快充是主要解决方案之一,它有独特的优势。

除了充电速度接近加油外,800V高压平台还可以减少零部件的重量。根据P=U²/R公式,在功率相同的情况下,高电压意味着可以使用更细的线束,这能带来续航里程的提升。以保时捷Tayca为例,800V高压平台的线束截面积仅有400V高压的一半,线束减重4kg。

理想汽车创始人李想曾表示,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高压平台,在相同尺寸和驱动形式下,还可以一辆车降3-4万元的零部件成本。

相比大电流方案,高电压平台在充电过程中产生的热量更低,这意味着安全性更高。在2023年前九个月,我国共发生了207起电动汽车起火事件,其中有约一半的发生在充电时,800V高压平台的这个优点能缓解消费者对用车安全的顾虑。

03 800V会一统天下吗?

虽然一些大车企都在做800V高压平台,但这并不意味着800V高压平台,或者说高电压方案可以一统江湖。归根结底,大电流也好,高电压也罢,都是电动汽车补能的手段之一。如果论速度,这两种方案其实都不是最快的,换电才是。

蔚来是换电模式的代表,其第三代换电站的单次换电速度已经跑进5分钟以内,第四代换电站的速度可以再提升22%。而前面提到的几款上了800V高压平台的车型,一般都是充电10分钟增加200km续航,或者用10分钟左右把电池充10%充到80%,如果要完全充满,时间会更长。

不过,换电模式的成本也很高。按照蔚来总裁秦力洪透露数据计算,一座换电站成本约300万元,蔚来到2023年底共有3567座换电站,仅“建站”的投入就高达69亿元。这个规模,让融资能力超强的蔚来也感到有压力,这是换电模式还难以推广的原因之一。另一个原因是换电模式缺乏行业统一的标准。

这两个原因导致换电站的数量远远不及充电桩。据中国充电联盟数据,截止2023年12月,全国充电基础设施累计数量为859.6万台,而我国的新能源汽车,年销量已经接近950万辆,这还不算累计的保有量。

按照市场的发展来看,800V高压平台已经称得上电动汽车的发展趋势之一。但受限于成本,对大部分消费者来说,短期内还无法享受到它带来的便利。

对新能源汽车产业来说,虽然市场对高电压平台的关注度较高,但客观讲,换电、充电桩和高电压平台一样重要,三者之间并不是互相替代、此消彼长的关系,而是协同发展。未来,三者的协同发展,会是新能源汽车行业向前发展的重要基石。

       原文标题 : 为什么大厂都在「卷」800V?

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