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文 | 節點财經,作者 | 五行
在 2023 年,新能源汽車市場的競争激烈程度創下曆史新高,其中有多個焦點,800V 高壓平台正是其中之一。有了它的加持," 充電五分鍾,通話兩小時 " 就不是夢。
目前,比亞迪、華爲、吉利、廣汽、小鵬和奇瑞等車企都發布了搭載 800V 高壓平台的車型,甯德時代、蜂巢能源也發布了支持 800V 高壓平台的快充電池,并且各方都把它當作宣傳重點,和快充技術的未來。
按現在的趨勢來看,800V 高壓平台已經是衆望所歸,它到底有什麽魅力?
01 800V,電動汽車趕超燃油車的救星?
電動汽車起源于 19 世紀,比燃油車出現的時間還要早一些,但由于續航有限,充電不方便,導緻它在此後很長一段時間内陷入發展停滞階段。可以說,從誕生到今天,如何完善補能體驗,一直都是新能源汽車産業要解決的頭号難題。
在目前的新能源汽車市場中,純電車型的規模更大,這使得 " 完善補能體驗 " 的需求更加迫切。在 2023 年,我國的新能源汽車銷量達到了 949.5 萬輛,其中純電車型的銷量遠高于混動車型,約是後者的 2 倍。放眼全球市場中,純電車型在整個汽車市場中的銷量占比已達到 11.5%,同樣高于混動車型。所以,電動汽車都必須提高補能效率。
這方面的解決思路有兩個,分别是電池和充電,今天我們先不談電池,隻說快充。
我們在初中物理中學過一個公式 - 功率 = 電壓 x 電流(P=UI)。基于這個公式,要想提高充電功率,就得增加系統的電流或電壓,産業鏈的路線就包括大電流和高電壓。
特斯拉是大電流的支持者,目前已經研發了三代超級快充,最新一代的峰值工作電流超過 600A,能讓超充功率從 100kW 提升到 250kW。官方數據顯示,第三代快充可以用 15 分鍾給車增加約 250km 的續航。特斯拉還在開發第四代超級快充,其功率将達到 350kW。
大電流方案有一個弱點,那就是在給汽車充電時,不能長時間保持在高功率區間。根據華爲智能電動領域總裁王超分享的研究發現,當采用低壓大電流模式時,最大功率充電僅出現在 10%-20%SOC 時段,而在其他區間充電功率下降迅速。在 800V 高壓平台下,最大功率快充可支持 30%-80%SOC 時段。
除了特斯拉,其他車企都選擇了高電壓路線。比如,小鵬給旗下定位最高的車型 G9 上了 800V 電壓平台,G9 在小鵬超充站充電 5 分鍾,可增加超過 200km 續航。極狐阿爾法 S HI 版在 800V 高壓平台下,可實現充電 10 分鍾,增加 200 km 續航;新款極氪 001 在 800V 高壓平台加持下,不到 12 分鍾就能從 10% 充至 80%。甯德時代、蜂巢能源都推出了支持 800V 高壓的動力電池。
在 800V 高壓平台出現之前,行業還應用過 400V 高壓平台,它也是現在大多數車型采用的方案。但從車企的新車型來看,800V 高壓平台是車企選擇的未來。在數據上,它可以讓電動汽車的補能體驗接近燃油車的加油體驗。如果電壓進一步加大,電動汽車就有可能在補能環節上追上燃油車,掃平消費者的顧慮。
02 爲什麽 800V 還無法普及?
最早使用 800V 高壓平台的是純電版保時捷 Tayca(2019 年),在 800V 高壓平台的加持下,Taycan 僅用 22.5 分鍾,就能把 93.4kWh 的電池從 5% 充到 80%。在同一年,比亞迪也推出了使用 800V 高壓平台的車型,但市場上密集讨論 800V 高壓的時間點卻是五年後的 2023 年。顯然,800V 高壓經曆了一段沉寂期。
新能源汽車的電氣系統設計分爲高壓和低壓兩部分,高壓部分包括電池、電機、電控和高壓線束等。車企有兩個選擇,一個是把高壓部分全部升級至支持 800V 高壓,另一個是讓其中的部分零部件支持 800V 高壓。第二個選擇并不能算欺騙,其實車企宣傳的 800V 高壓,指的是峰值,隻要功率範圍在 550V-930V 之間,就可以叫 800V。
車企的不同選擇,恰好體現了 800V 高壓平台現在還無法普及的原因,那就是這涉及到多個零部件,是系統性工程,難度較大。
要想組成閉環的充電環境,需要幾個環節。一是車,二是充電設備,主要是充電樁,800V 高壓平台的成本就體現在這兩方面。
首先,除了充電部分,電驅和電控也要支持 800V 高壓。其次,800V 超充樁的單槍成本高,約是普通充電樁的 2-3 倍。同時,爲了調節大功率充電帶來的電網壓力,充電樁運營商還得在充電站建設儲能設備(避免沖擊電網),這也推高了超充站的建設成本。
這還導緻了另一個問題,那就是即便車企給了 800V 高壓,但由于支持 800V 高壓的充電設備不夠,消費者很少有機會使用 800V 高壓,自然不會了解它的優點,800V 高壓平台就難以吸引消費者,形成了一個怪圈。
既然有這些攔路虎,爲什麽産業鏈還要研發 800V 高壓平台呢?原因在于,續航焦慮始終阻礙用戶購車的主要原因,而快充是主要解決方案之一,它有獨特的優勢。
除了充電速度接近加油外,800V 高壓平台還可以減少零部件的重量。根據 P=U ² /R 公式,在功率相同的情況下,高電壓意味着可以使用更細的線束,這能帶來續航裏程的提升。以保時捷 Tayca 爲例,800V 高壓平台的線束截面積僅有 400V 高壓的一半,線束減重 4kg。
理想汽車創始人李想曾表示,使用 SiC 配合高壓平台,再配合比較好的封裝技術,電池成本還可以大幅下降,相比今天主流的 400V 高壓平台,在相同尺寸和驅動形式下,還可以一輛車降 3-4 萬元的零部件成本。
相比大電流方案,高電壓平台在充電過程中産生的熱量更低,這意味着安全性更高。在 2023 年前九個月,我國共發生了 207 起電動汽車起火事件,其中有約一半的發生在充電時,800V 高壓平台的這個優點能緩解消費者對用車安全的顧慮。
03 800V 會一統天下嗎?
雖然一些大車企都在做 800V 高壓平台,但這并不意味着 800V 高壓平台,或者說高電壓方案可以一統江湖。歸根結底,大電流也好,高電壓也罷,都是電動汽車補能的手段之一。如果論速度,這兩種方案其實都不是最快的,換電才是。
蔚來是換電模式的代表,其第三代換電站的單次換電速度已經跑進 5 分鍾以内,第四代換電站的速度可以再提升 22%。而前面提到的幾款上了 800V 高壓平台的車型,一般都是充電 10 分鍾增加 200km 續航,或者用 10 分鍾左右把電池充 10% 充到 80%,如果要完全充滿,時間會更長。
不過,換電模式的成本也很高。按照蔚來總裁秦力洪透露數據計算,一座換電站成本約 300 萬元,蔚來到 2023 年底共有 3567 座換電站,僅 " 建站 " 的投入就高達 69 億元。這個規模,讓融資能力超強的蔚來也感到有壓力,這是換電模式還難以推廣的原因之一。另一個原因是換電模式缺乏行業統一的标準。
這兩個原因導緻換電站的數量遠遠不及充電樁。據中國充電聯盟數據,截止 2023 年 12 月,全國充電基礎設施累計數量爲 859.6 萬台,而我國的新能源汽車,年銷量已經接近 950 萬輛,這還不算累計的保有量。
按照市場的發展來看,800V 高壓平台已經稱得上電動汽車的發展趨勢之一。但受限于成本,對大部分消費者來說,短期内還無法享受到它帶來的便利。
對新能源汽車産業來說,雖然市場對高電壓平台的關注度較高,但客觀講,換電、充電樁和高電壓平台一樣重要,三者之間并不是互相替代、此消彼長的關系,而是協同發展。未來,三者的協同發展,會是新能源汽車行業向前發展的重要基石。