高压不高端？800V从百万豪车迈入主流市场

  “800V高压平台不一定局限于高端客户的真实需求，这项技术本质上是为了充电更加快捷，而这也是每一个用户的基本诉求。”

  10月19日，在2023第十一届中国汽车与环境创新论坛上，吉利控股威睿公司电驱动事业部总经理阮鸥分享了其对800V高压平台未来发展的新趋势的看法。

  正如阮鸥所言，近年来，未解决电车充电慢和续航短的难题，慢慢的变多车企开始推出800V高压平台。

  曾几何时，800V高压平台几乎是百万级豪车的独有配置，2019年，保时捷发布了全球第一款搭载800V高压平台的量产车型保时捷Taycan，售价为89.8万～183.8万；时隔4年，800V高压平台便已经在20万元级别的车型上落地。

  前不久，上汽智己LS6搭载准900V高压平台上市，起售价22.99万元，最大工作电压高达875V，15分钟可补能500公里。在此之前，6月29日，同样搭载了800V高压平台的小鹏G6也以20.99万元的起售价开卖，直接将800V高压的价格拉下“神坛”。

  不过，800V高压平台目前并没有完全“飞入寻常百姓家”，800V高压平台的技术架构和基本的建设也还需逐渐完备，目前距离大范围普及800V高压平台还有非常长一段路要走，但其发展的大体趋势并不会改变。

  华为数字能源技术有限公司智能电动业务部副总裁彭鹏在论坛上表示，一方面，A级车未来也将搭载800V高压平台，另一方面，800V并不是终点，高压平台下一步还会朝着更高的1200V发展。

  对此，盖世小编对800V高压平台的技术架构和发展痛点进行了梳理，并从中发现了800V高压技术对碳中和大趋势下汽车动力系统发展的重要意义。

  随着新能源汽车的加快速度进行发展，800V高压成为当下新能源车企都在追求的技术架构，这也是碳中和大趋势下汽车动力系统发展的必然结果。

  之所以这样说，一方面是由于800V高压平台可以解决定电动汽车充电慢的问题从而加速其普及，另一方面则是因为800V高压平台较400V平台能够更好的降低能量损耗实现节能。

  众所周知，800V高压系统的称呼源自整车电气角度，由于电动汽车靠电力驱动，因此电气系统成为电动汽车的核心系统，而电气系统又最重要的包含电驱、电控和电池三个方面。

  从这个角度来看，800V高压系统包括三个方面，一是800V高压快充，主要从动力电池的充放电方面出发，能轻松实现快充；二是关键部位采用800V高压，比如电驱系统采用800V高压，电空调、逆变器等依旧采用400V电压；三是整车全域800V高压，即电驱、电控、电池等都支持800V高压运行。

  需要注意的是，行业内目前所说的800V高压并不是指电气系统运行全时段都能达到800V，而是一个平均值。当前主流电动汽车的整车电气系统电压范围一般为230V～450V，取中间值400V，统称为400V系统，当整车高压电气系统电压范围达到550～930V，取中间值800V，也就是我们所谓的800V系统。

  关于800V高压快充，其技术原理主要是通过提高充电电压来提高充电功率。一般来说，在电池能量相同的情况下，如果要缩短充电时间，我们原则上有两条路径可以再一次进行选择，一是提高电流，二是提高电压。

  比亚迪双枪快充采用的便是提高电流的技术逻辑。不过，提高电流会导致充电接口和电缆发热，存在一些安全风险隐患，因此就需要同时增加电阻，而增加电阻的办法是加粗电缆横截面，比亚迪之所以采用双枪实际上就为了降低单条电缆电阻，这种方法在真实的操作中也会出现一些问题，比如电缆太粗导致操作不便。

  相比较而言，提升充电电压则有更大的设计自由度，这也直接推动了400V电压平台向800V电压平台转换。目前来讲，提高电压也是行业内大多数玩家解决电动车充电慢问题的主要途径。

  800V高压快充实际上指的是整车搭载一个800V电池组，能支持800V级的充放电。不过，车上其他的电器件仍然采用400V电压，因此，我们应该在电池组和其他电器件之间增加一个额外的DCDC将800V电压降至400V。

  如此一来，电池组放电时的电压能够达到800V，经过DCDC转换后接入其他部件的电压变为400V；充电的时候，800V电池组支持800V充电电压，可以在极短的时间内充满。

  不过，充电过程中还需要电源达到800V，电源实际上就是充电桩，但是目前市面上的800V充电桩还比较少，只有小鹏等少数几家的充电桩能支持800V放电。未解决大多数充电桩放电电压达不到800V的问题，一些车企推出了一个充电升压功能，它的功能和放电时的DCDC的功能类似，即在充电过程中，将充电桩电压提升到800V，最终实现快速充电。

  另外，这个800V电池组也可以是两个400V电池组通过智能串并联实现充电800V，放电400V，这种电池组在放电的情况下就不需要再额外增加一个DCDC。

  实际上，目前大多数车企追求和实现的都只是800V高压快充，一方面因为800V高压快充解决的问题是消费的人最关心的，另一方面也是因为实现800V高压快充的技术成本相对较少。

  除了800V高压快充，800V高压平台的第二层表达是指电驱系统采用800V，其他零部件如电空调、逆变器等依旧采用400V。

  电驱系统采用800V高压带来的好处是车辆动力性能更出色，能量损耗更低，也能间接解决续航问题，因此800V电驱系统的核心在于电动机，目前行业内大多采用8层扁线油冷电机来实现，比如小鹏G6便采用了纬湃科技提供的800V8层扁线油冷电机定转子产品，长安启源更是搭载10层扁线油冷电机，电驱效率可达97.8%。

  有了800V电池技术和800V电驱系统，全域800V高压也就容易达到了。全域800V高压指的是整车800V高压，包括电池、电驱、电控、电源和压缩机等都支持800V高压运行。

  全域800V高压的最理想状态就是充电快、动力足、损耗低、续航长。可以说，800V高压技术一旦发展成熟，有很大的可能性像涡轮增压机一样引发下一次汽车技术革命。

  无论是800V高压快充，还是800V电驱系统，亦或是整车800V高压，其带来的优势已经很明显了。但电气系统的电压实现从400V到800V的升级，背后也经历了诸多技术难题，其中最大的痛点便是耐高压。

  具体来看，耐高压要解决绝缘性和耐热性的问题，而要解决这两个问题，目前行业里有两个角度，一是电子元器件的材料，二是制作工艺。以电驱系统为例，行业目前主要是采用的是800V 8层扁线油冷电机。

  材料方面，此前的400V电压平台下，电气系统的各个电子元器件采用的IGBT绝缘栅双级型晶体管是由双极型三极管和 MOS绝缘栅型场效应管组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有MOSFET 的?输?阻抗和 GTR 的低导通压降两??的优点，而当前市场上主流的IGBT的原材料是硅，成本相对较低。

  不过，随着800V高压的应用，IGBT电子器件已经没办法承受800V乃至更高的电压接入，硅的绝缘性和散热性逐渐跟不上800V高压的发展，于是，业界开始寻找一种绝缘性更高的材料，也就是碳化硅。

  基于碳化硅的固有材料特性，SiCMOSFET具有高耐压?低导通电阻?耐高频?耐高温4大特性优势，因此业界选择用碳化硅器件SiC MOSFET替代了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，其价格成本也高。

  以逆变器功率模块为例，其工艺流程分为碳化硅粉末→碳化硅晶淀→碳化硅衬底→碳化硅外延→碳化硅晶圆→碳化硅芯片→碳化硅器件封装→碳化硅逆变器。

  目前，制造6英寸碳化硅衬底的晶棒需要在2300℃的长晶炉中生长大约一周时间，能长到20mm左右的厚度。而且，由于碳化硅长晶时间长、属性硬脆的特性，碳化硅衬底的良率一直是困扰行业的问题。即使是全球行业龙头Wolfspeed，综合良率也只有70%。

  今年3月，特斯拉官方称下一代汽车平台将减少75%的碳化硅使用量，而特斯拉之所以这样做还在于碳化硅的全球产量跟不上其汽车产量。

  从制作工艺上看，电机从此前的圆线到扁线，定子绕组所用的导线从多根细的圆线变成几根粗的矩形导线，其本身也因此有着体积小、效率高、导热强、温升低、噪音小的优势，而扁线层绕组工艺复杂度较大，但损耗比4层绕组小，温升值也比4层绕组高，所以要想耐高压，只能采用8层绕组扁线电机。

  此外，与水冷电机相比，油冷电机的冷却效率更加高，最大限度发挥电机的潜在效能，可提升电机的功率密度以及转矩密度；绝缘性能更好，可以与绕组以及磁性材料接触，直接冷却热源、消除热点，冷却方式直接、干脆，且不导磁、不导电，不影响电机的电磁场特性。

  除了电机，逆变器也是解决800V高压的重点，而逆变器的升级也是走的采用碳化硅材料这条路。

  综合来看，碳化硅是解决800V高压系统的关键，但碳化硅的技术门槛极高，如果碳化硅技术发展不够成熟，那么如今各家车企吹得热乎朝天的800V高压平台也很难普及。

  对此，彭鹏在此次论坛上指出，从800V高压平台的供应链本土化程度来看，目前可以基本实现部件级的国产化，但类似于碳化硅这样的功率器件，国产做的还不够，后面还要进一步提升。

  近年来，国内外多家车企开始在800V高压平台上布局，而在今年，搭载800V高压平台的车型也步入了一个量产小高峰。

  目前，小鹏G6、智己LS6、合创V09已上市，接下来还有阿维塔12、问界M9、理想MEGA和极氪CS1E等多款车型，届时800V高压平台将在慢慢的变多车型上落地。不过，依据这一些车型的定位和已有的信息来看，其售价大多不会低于30万元。

  之所以提到售价，还在于800V高压车型电气系统的成本比较高，而一旦成本提上去，汽车整车价格也就相应被拔高。

  市面上第一款搭载800V高压平台的车型保时捷Taycan的售价为89.80万～183.80万元，随后上市的现代loniq5当时的售价为3.70万～4.81万英镑（约合人民币33.24万～43.26万元），而路特斯ELETRE和奥迪GSe-tron G两款车型的售价均在100万元以上。

  可以说，很长一段时间内，800V高压都是豪华车才能享有的配置，即使是小鹏发布的首款搭载800V高压平台的车型小鹏G9的价格也在30万元以上，小鹏G6的价格下探至20万～30万元已经很劲爆了，也算是勉强把800V高压快充的门槛拉低了一些。

  从售价上看，市场上的主流车型应该在20万元以下，目前还没有一款车型能够在这样的价格区间就能有800V高压快充的配置。这主要也是因主打平价车的比亚迪和吉利目前还未推出搭载800V平台的量产车型。

  不过，比亚迪和吉利慢慢的开始在800V高压平台上布局，比亚迪的e平台3.0和吉利SEA浩瀚平台都将支持800V高压技术，而小鹏汽车预计在明年推出一款15万元的A级车，不知道能否将800V高压平台的门槛再次降低。

  另外，800V高压平台不仅需要在车端做文章，还需要在充电桩方面做更多布局，目前市面上的800V超级充电桩还比较少，要想真正普及还有非常长一段路要走。

  随着新能源汽车市场的繁荣发展，补能成为慢慢的变多用户关注的问题，从近两年的情况去看，已经有更多的车企在800V高压平台上布局，推出了一些搭载800V高压技术的车型，800V高压技术的发展正在不断走向成熟。

  如果800V高压技术能够成功普及，那么新能源汽车将真正超越燃油汽车，引发新一轮的汽车技术革命。（盖世汽车 Cuidy）