今年新能源圈兒卷什么?卷800V!
【資料圖】
2022年個別廠商試水后,2023年,800V的戰(zhàn)爭正式拉響。目前小鵬、智己、起亞、埃安等品牌均已經(jīng)推出800V平臺產(chǎn)品,小鵬G6(參數(shù)|詢價)更是把800V拉到了20萬區(qū)間,以一己之力普及800V的概念;理想、蔚來、奔馳、寶馬等新勢力和老牌豪華廠商,也公布了800V平臺車型落地計劃。頭部廠商一套操作下來,都把人整焦慮了,頗有不卷800V就落后的趨勢。
『小鵬G6四驅(qū)版Max銘牌』
但火起來后,消費者對800V的質(zhì)疑也不少,比如小鵬G6四驅(qū)版Max,就被質(zhì)疑為“虛假的800V”——你銘牌上寫的“動力電池系統(tǒng)額定電壓551V”,怎么敢叫自己800V?????
本文將探討“800V高壓平臺”相關(guān)的問題,也請各位讀者不吝賜教。
■ 551V也敢叫800V平臺?
一句話, 動力電池、電機、電控、PTC、PDU、DCDC等高壓器件的額定工作電壓在550-930V的區(qū)間的,都能叫800V。這其中最方便審判的就是動力電池,銘牌上黑底白字寫著呢做不了假。這么一看,前文的小鵬G6也算壓線達標(biāo),高1V也是高了。
『智己汽車宣傳的“全域800V”和“真800V”概念』
另外,業(yè)內(nèi)還有個“全域800V”的說法,這是個營銷概念還是技術(shù)概念大家見仁見智。反正按我理解,哪有給動力電池和其它高壓器件整兩套方案的,這不是自己給自己找不痛快?當(dāng)然保時捷除外(Taycan有兩個高電壓回路,電池包額定電壓613V,其它高壓部件額定電壓400V)。因此目前我們大致可以認(rèn)為,車企宣傳自己是800V,我們?nèi)タ匆幌滤你懪?,動力電池額定電壓在550V以上,就直接認(rèn)證為真·800V。
■ 800V的優(yōu)勢不止充電快
車企為啥卷800V?不用問也知道就是因為它充電是真的快。小鵬G9在自家S4超充上的充電速度相信不用我多贅述,實測過程中你稍微一分心,計數(shù)都趕不上。但事實上,高壓快充平臺還有另一個優(yōu)勢——能耗。
根據(jù)公式P=UI,目前快充技術(shù)分為大電流和高電壓,大電流帶來的問題是產(chǎn)熱過多,因為Q=I2Rt,熱量和電流的平方成正比,因此提升電流帶來的產(chǎn)熱很高。當(dāng)然市面上也不是沒有大電流方案,咱們熟悉的特斯拉、極氪就是大電流玩家,特斯拉第三代超充樁,功率為250kW,電壓400V,電流達到600A,因此其使用了液冷槍線等技術(shù)避免過多的熱量產(chǎn)生。
高電壓模式還能降低高壓線束重量,在功率相同的情況下,P=U2/R,意味著可以使用更細(xì)的線束來降低重量。保時捷指出,其800V平臺下實現(xiàn)300kW充電功率,對比400V平臺,高壓線束的截面積僅為二分之一,線束減重4kg。
成本方面,理想汽車創(chuàng)始人李想在接受采訪時表示,使用SiC配合高壓平臺,再配合比較好的封裝技術(shù),電池成本還可以大幅下降,相比今天主流的400V平臺,在相同尺寸和驅(qū)動形式下,還可以一輛車降3到4萬塊錢的零部件成本。
當(dāng)然拆分來看,800V對比400V的成本有升有降,需要車企自己權(quán)衡。聯(lián)合電子曾整理了一份系統(tǒng)層面的成本變化,供大家參考。
■ SiC真的是800V絕配?
相信大家也關(guān)注到了,800V老是和SiC綁在一起宣傳,仿佛它們就是快充的法寶。其實SiC是個逆變器功率器件,此前干這活的東西叫IGBT,作用簡單概括為交流直流互轉(zhuǎn)、變頻、變壓等。也就是說,在充電樁電壓高于電池電壓時,二者直流連接,SiC起到的作用很小。而數(shù)據(jù)顯示,目前我國的充電樁近70%的輸出電壓都在750V,也就是說類似上文小鵬G6的車型,根本不用SiC升壓。
『智己LS6使用雙SiC』
當(dāng)然我們并不是否定SiC的功效,目前其確實是有取代IGBT的趨勢,擁有更高的耐受電壓、更高的電導(dǎo)率、更好的熱穩(wěn)定性和更小的能耗。行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)比亞迪、特斯拉等均有采用。
『小鵬官網(wǎng)對充電時間的解釋說明』
那么800V的絕配是誰呢?是高充電倍率電池。小鵬在宣傳中明確指出,其“20分鐘從10%充至80%”是建立在3C電池+S4超充樁的基礎(chǔ)上的。4C,指的是電池在四分之一個小時 (15分鐘) 內(nèi)充滿電,3C(三分之一個小時充滿)、2C 以此類推。 ?
高壓和高倍率電池的關(guān)系可以理解為打鐵還需自身硬,充電樁提供高電壓,電池需要能承受住才能提升充電速度。因此卷高倍率電池也是目前的趨勢。拿寧德時代為例,其推出了一款磷酸鐵鋰4C電池“神行”,在正負(fù)極、電解液、隔膜等電化學(xué)體系以及PACK設(shè)計上都進行了創(chuàng)新,而非單純的PACK結(jié)構(gòu)變化(比如正極提速上采用超電子網(wǎng)正極技術(shù);負(fù)極材料創(chuàng)新上,則對石墨表面進行改性,增加了鋰離子嵌入通道并縮短嵌入距離)。
『神行電池』
此前寧德時代曾推出過三元鋰4C電池,這回磷酸鐵鋰版一出現(xiàn),估計得讓比亞迪慌一下。畢竟目前不搞“超充”,還是磷酸鐵鋰大戶的就是比亞迪。
另外,熱管理問題也是高壓快充需要面對的。我們知道串聯(lián)提高電壓,因此800V需要比400V更高的串聯(lián)數(shù),串聯(lián)分流導(dǎo)致流入電芯的電流增大,熱量升高,對熱管理系統(tǒng)也是一個挑戰(zhàn)。
■ 小鵬為何不做“真800V”?
這部分是想聊一聊800V的普及問題。其實不止小鵬,目前宣稱800V平臺的車,其動力電池額定電壓也并非達到800V。
『極狐阿爾法S HI版 進階版』
『阿維塔12』
隨便舉一些例子,可以看到大家基本都集中在600-750V這個范圍內(nèi)。
這倒不是車企不能做800V,而是為了匹配主流的750V充電樁,你不能讓一個低電壓的樁直接給高電壓的電池充電。根據(jù)“中國充電工況”CCIC的數(shù)據(jù),目前充電樁750V電壓平臺占比為50.70%,1000V電壓平臺占比34.72%,500V電壓平臺占比為14.58%。因此至少在現(xiàn)階段,車企必須考慮主流充電樁的適配問題。因此將電壓控制在750V以下,可以充分利用現(xiàn)有資源充電。
當(dāng)然,也可以采用升壓方案,比亞迪的e3.0平臺就包含一個獨特的電驅(qū)升壓技術(shù),利用了IGBT逆變橋及電機定子,直流充電經(jīng)過電機總成后進入動力電池。
高壓快充樁對電網(wǎng)的影響可能是制約其發(fā)展的一大原因。我們可以把整個電網(wǎng)簡化為你家的家用電路,你搞10個電水壺和10個吹風(fēng)機一起上,不跳閘才怪。本質(zhì)上大功率充電這種行為會加劇電網(wǎng)負(fù)擔(dān),且充電行為與電網(wǎng)的峰谷時間一致,更加大了峰谷的差距。況且目前3C/4C電芯的應(yīng)用并不廣泛,因此站在充電站的角度,升級更高壓的1000V快充并無必要,不如多加幾個750V的樁,還能提升服務(wù)量。而電網(wǎng)擴容可謂大工程,非車企一己之力能辦到。
車企對此也有應(yīng)對方案——儲能。相當(dāng)于我家自備10個大電池,就能承擔(dān)用電需求。比如小鵬在發(fā)布自家S4超充時,后面緊跟著就是自研的儲能。再比如特斯拉在老家美國的350kW超充站,將配置一套特斯拉210kW/350kWh的儲能系統(tǒng)。華為超充解決方案則采用光儲充一體化,在電力獲取困難或者是電力擴容困難的充電站,通過光伏加儲能進行供電,也降低了大功率充電設(shè)施對電網(wǎng)資源的占用以及降低對電網(wǎng)的沖擊。但儲能配置的成本又是個大問題,有機構(gòu)測算,其花費不比被詬病為“重資產(chǎn)”的蔚來換電站低。
況且高壓快充并非像車企宣傳的那么“快”。相信使用過超充的朋友都懂,即使是小鵬S4超充+3C電芯,達到其所宣傳的充電功率也要天時地利人和,旁邊不能有別的車,自身電量要在高速充電區(qū)間,只要電量一上80%,充電功率馬上掉下來。
綜上所述,至少在目前階段,盲目上800V以上高電壓平臺不明智。既然超過550V就可以被定義為800V,那不如直接匹配市面上大部分充電樁,將電壓控制在750V以下,待基建發(fā)展了再進行升壓。
■ 不合群的比亞迪和特斯拉
所以800V真的是電動車補能的終極答案嗎?中美新能源汽車行業(yè)龍頭王傳福和馬斯克表示,不一定。
『漢EV和騰勢D9的銘牌』
我愿稱比亞迪為“800V事件中最大受害者”,畢竟他們很早就上了高壓平臺,但從來沒宣傳過這個,還一直被拿來碰瓷。但事實上,如果按上述800V的定義,那么比亞迪漢EV、騰勢D9等也是800V平臺。
比亞迪是雙槍快充戰(zhàn)略的推行者,(想詳細(xì)了解雙槍快充的可以看這篇文章的前半部分《騰勢N7真那么牛嗎?》),王傳福就在2023中國電動汽車百萬會論壇上建議:當(dāng)前行業(yè)還沒有形成超充標(biāo)準(zhǔn)共識,為了破除瓶頸,建議采用“多槍快充”模式,即用兩把槍或者多把槍同時給一臺車充電,以此來最大程度地緩解新能源車主們在充電問題的焦慮。
雙槍快充和800V孰優(yōu)孰劣很難界定,高壓快充在自家超充樁上確實是快,但雙槍快充的普適性更好,畢竟在遍布大江南北的普通充電樁上,兩個槍一起充肯定比單個槍更快。并且雙槍快充對基建的要求更低,不用大范圍改造和新建,成本僅在車本身上,對比高壓快充,可以稱得上是“輕資產(chǎn)”。
至于特斯拉,上文提到過,他們走的是大電流模式,其V3超充樁充電電壓為400V,峰值電流達600A,峰值功率約250kW。相較于高電壓快充,大電流快充的熱損失較大,且充電樁與充電槍的熱管理成本更高。不過特斯拉似乎也不想換路線,這么多年來建設(shè)了不少超充站,某種意義上來說,雖然速度不及小鵬,但勝在數(shù)量多。
■ 寫在最后
關(guān)注新能源汽車行業(yè)這些年,我不得不感嘆行業(yè)變化之快。洋洋灑灑接近三千字,我仍不能確定以800V為代表的高壓快充是否是電動車補能的終極答案。目前市面上存在著高壓/大電流快充、換電、雙槍快充等多種補能方案,還有一些廠商認(rèn)為混動能解決補能焦慮,因此轉(zhuǎn)頭研究多擋DHT和增程或者油電混動。而國家政策方面尚未明朗,有相關(guān)機構(gòu)預(yù)測,至少要2025年,新一代的充電標(biāo)準(zhǔn)才會出爐。那么我們也不下結(jié)論不瞎預(yù)測,一起抱著學(xué)習(xí)的心態(tài),看看這個市場到底會如何變化吧,也歡迎大家在評論區(qū)交流。(文/汽車之家 邢月陽) ?
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