电动汽车的终局是 800V 吗？

作者 | 王凌方

编辑 | 邱锴俊

800V 的诞生，是因为要快充。

2019 年，保时捷推出 Taycan 纯电超跑，揭开了 800V 高电压电气架构时代的大幕。除了强劲的动力，Taycan 的充电速度也让人叹为观止——充电 5 分钟就可以补充 120km 的续航。

2022 年，小鹏推出了国内首款搭载 800V 高压 SiC 平台的量产车型 G9 ——充电 5 分钟，续航 200 公里。

至此，高压快充作为实现快充的方式之一，受到越来越多主机厂的青睐。

但是，目前市场上的主流车型都是 400V 电压平台产品。需要特别说明下，400V 平台和 800V 平台都是统称。目前主流新能源整车高压电气系统电压范围一般为 230V-450V，取中间值 400V，笼统称之为 400V 系统；整车高压电气系统电压范围达到 550-930V，取中间值 800V，可笼统称之为 800V 系统。

高压快充这么香，但是不是所有乘用车都需要 800V？是否还有向更高电压平台发展的潜力？

答案，并没有那么想当然。

带电量提升，推涨快充需求

电动汽车与燃油车相比，最大的短板在于补能时间长。

在车型长续航的趋势下，乘用车的带电量越来越高，充电时间则在不断被拉长。纯电车型的带电量从 2020 年的 48 度电，逐年提升至 2022 年的 50 度电；插混车型也由 2020 年的 18 度电，提升至 2022 年的 21 度电。

资料来源：动力电池联盟

《2022 中国电动汽车用户充电行为白皮书》数据显示，大部分用户对充电时间较为敏感。快充桩由于充电效率高，成为 96% 用户的首选。用户使用直流快充桩平均单次充电时长 48.7 分钟，周充电频次高达 4.51 次。同时，用户更偏好使用大功率充电设施，选择 120kw 及以上功率充电设施的用户占比到达 72%。

可以看到，随着车辆带电量的逐年提升，快速充电已经成为消费者的重要诉求。

正是基于消费者的需求，车企开始考虑提升车辆的快充能力。

400 公里续航是重要分界线。《欧洲汽车那些事儿》统计的数据显示，400 公里续驶里程是电动汽车对快充需求的分界线，大于 400 公里，车企就会开始想办法提升充电速率。

大电流和高电压的抉择

实现快充一般有两条路径，一个是提高电流，另一个是提升电压。

采用提升电流方式的典型车企就是特斯拉，V3 超充桩能在 400V 电压的条件下实现 250kW 的充电功率，Model 3 充电 15 分钟就能行驶 250 公里。

400V 车要想实现大功率充电需要加大电流，此方案的问题在于充电枪、线缆以及电池核心部件等会产生较高的热损失。换句话说，很多功率都以热的形式散发掉了。优势是车端技术不变，单靠升级超充桩来增大充电的功率，但快充的速度也被平台的电压限制死了，仅提升电流带来的空间很快就会到尽头。

均胜电子方面则用数据向《电动汽车观察家》进行了解释，目前，主流充电枪的最大电流限制 500A，所能达到的充电功率大约为 200kW，车企普遍使用 400V 电压系统、250A 电流，达到 100kW 的充电功率，按单车带电量 50kWh 计算，电池由 30%SOC 充电至 80%SOC 需要 30 分钟，800V 高压可以达到 300-500kW 的充电功率，仅需 6-10 分钟就能迅速补能。

而且 800V 高压平台可以支持更长时间的快充。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。但在 800V 高压模式下，最大功率快充可支持 30%-80%SOC 时段。因此相比于低压大电流而言，800V 高压模式可支持更长时间的快充。

换句话说，高电压下充电时间更长，充电速度就会更快。

两相对比，可以发现，大电流模式的缺点是快充上限低、损耗大。因此，更多的车企更倾向于采用高电压的方式来解决快充问题。

目前，比亚迪、吉利、小鹏、岚图、Lucid、奥迪、通用等车企都在采用高电压的方式提升充电速度。

资料来源：OFweek 维科网

800V 好处多，但成本高

800V 平台带来的好处不仅仅是充电快。

华为数字能源技术有限公司智能电动领域副总裁彭鹏演讲时就曾表示，800V-1000V 的高压平台是大功率快充的必经之路。除了满足快充以外，高压平台还有很多额外价值。理论上说，随着充电功率的提升，汽车的动力性能也会提高。

此外，需要的线缆和部件会大大减少，车重也会减少，反过来也有助于提升续航里程。随着 SIC 等功率器件的应用，高压损耗也会降低，动力系统的效率会进一步提升，这也是高压化平台带来的其他价值。

800V 平台的效果，需要 SIC 来叠加 buff。

根据 Future eDrive- - Technologies 的测算，在 800V 平台下 100kWh 的电池有望减重达 25kg，减重的效果较为明显。这是由于在电压翻倍、充电功率增幅不翻倍的情形下，串联增加，高压线束电流变小。高压线束规格下降，同时用量减少，从而降本减重。SiC 逆变器使得电源频率增加，电机转速增加，相同功率下转矩减小，体积减小。

800V 平台好处虽多，但是成本却很高。

800V 平台相比 400V 平台，电压电流更高、电弧更严重，对高压直流继电器耐压等级、载流能力、灭弧、使用寿命等性能要求提高，产品需要在触点材料、灭弧技术等多方面改进。

信达证券给出的数据显示，800V 电压平台单车价值量或将提升 40%。例如，800V 高压架构需装配耐压等级高的薄膜电容器，高耐压电容器单价更高，将提升薄膜电容器的单车价值量。为满足 800V 高电压平台在体积、轻量、耐压、耐高温等方面带来的更为严苛的要求，OBC/DCDC 等功率器件集成化趋势明显。

电机方面，800V 逆变器导致电压变化频率高，轴电流增大，轴承防腐蚀要求增加，同时，由于电压 / 开关频率增加，800V 电机内部的绝缘 /EMC 防护等级要求提升等等，这些都会提升成本。

但是叠加了 SiC 方案，可以做到综合成本不提升。安信证券数据显示，采用 SiC 方案，在电池容量相同的情况下，其续航里程可提高 5-10%；同理，在续航里程相同的情况下，电池容量可以减少 5-10%。同等电池情况下，明显增加续航里程，假设原车续驶里程 600km，提升 7%，意味着提升有效里程到 642km。

简而言之，800V 平台叠加 SIC 带来的减重效果，相当于多加电池提升了续驶里程，但却省下了电池的成本。综合下来，采用 800V 和 SIC 方案后，可以实现整车成本没有提升，但充电速度显著提升的效果。

应用到 10 万元以下车型仍不经济

随着 800V 平台产业链的成熟，B 级以下的车也有望采用。在彭鹏看来，当前长续航混动车型电池容量基本达到 50 度电，A 级车也是 50-60 度电，华为认为未来长续航的混动车型及 A 级车型的纯电车型，其实也会向高压化发展。尤其是随着各家车企纷纷围绕 B+ 级车型布局高压化规划，将来一定会向 A 级车型和混动车型进行延展，增加超快充特性。

但业内人士也普遍给出了 10 万元以下车型，暂时不会采用高压平台的判断。因为 800V 的经济性是 SiC 的应用带来的，但是 SiC 的成本无论如何都会比 Si-IGBT 高。

目前来看，搭载 800V 高电压平台的车型售价都在 30 万元以上。

用 Si-IGBT 作为逆变器的开关器件，配套耐压等级主要为 650V 左右，当然也可以采用耐压等级为 1200V 的 IGBT 作为 800V 电机控制器的功率开关，但 Si-IGBT 器件的导通损耗、开关损耗都有显著的上升，如果在 800V 高压系统领域走硅 Si-IGBT 技术路线的话，就会出现成本上升但效能下降的问题。

因此，如果不采用 SiC，车企使用 800V 高压平台成本提升明显，但效率提升小，应用动力就会不足。

用某功率器件生产商相关负责人李先生的话说，"有的车可能卖个两三万块钱，用一个 SiC 模块就得大几千，用不起啊。"

李先生解释说，SiC 之所以贵，是因为长晶速度慢、耗电量大、良品率低等问题。

以 PVT 法碳化为例，硅长晶速度大概为 0.3-0.5mm/h，7 天才可生长 2cm，最高仅能生长 3-5cm，而硅基 72 小时即可生长至 2-3m 高度。

根据电子发烧友网调查，目前业内 4 英寸 SiC 衬底良率约 70%，6 英寸良率仅约 30%-50%，即使国际龙头企业的衬底良率也仅 70% 左右，而传统硅棒良率已达 95% 左右。

SiC 材料特性使其加工难度远高于 Si，现有多线切割技术总材料损耗量高达 30%~50%。碳化硅衬底作为莫氏硬度 9.2 的高硬度脆性材料硬度高、脆性大、化学性质稳定，加工过程中易开裂，加工后的衬底易翘曲。

所以，如果技术上没有显著突破，SiC 器件的成本要远高于 Si-IGBT：

当前 SiC 功率器件是 Si-IGBT 的 3~5 倍左右。

再从必要性上来看，经济型小车对超快充的需求也并不大。

经济型小车本身电池就小。平均带电量上看，A00 级 22kWh，A0 级别 44kWh 左右，主要满足短距离代步需求。

新能源汽车国家大数据联盟发布的《中国小型纯电动乘用车出行大数据报告》显示，A00 纯电以中小城市日常代步使用为主，不同车企的产品用户次均行驶里程分布在 5-10km，次均行驶里程超过 30 公里的占比不足 1%。次均行驶里程平均值在 7.63km 左右，次均行驶时长的峰值在 15-30min，超过 1 小时的不足 0.2%。次均行驶时长平均值在 17.4min。

以宏光 MINI EV 为例，通过拉线（220V）充电的方式解决了充电难的问题，使得目标客户群迅速扩大。宏光 MINI EV 的电池组容量很小，使得在充电速度很低的情况下，充电时长却并不长——小型纯电动乘用车个人私用用户次均充电时长为 3.85 小时，而宏光 MINI EV 仅为 3.3 小时。

这类车型充电灵活，对超快充的需求本就不高，因此没有向高电压平台发展的必要。

对于乘用车是否还会有更高电压平台。均胜电子方面表示，长期来看，800V 有潜力升级到 1200V。在汽车行业，800V 被称之为高压，但在电力行业，800V 还属于中低压，工业领域在 1200V 的耐压问题和绝缘问题已得到解决。

换句话说，进一步提升电压，或许只是时间问题。

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