汽车800V超充技术(一)—市场&车厂布局-电子工程世界

一、充电问题仍是核心痛点，快充技术有望迎来机遇

新能源汽车需求的爆发式增长；在各国政策的大力支持下，下游车企加大新能源业务发展力度，推动优质新能源车型投放、续航里程提升、智能驾驶体验优化和配套设施进一步完善，消费需求显著提升。2022 年新能源汽车销量为 688.7 万辆， 23 年上半年新能源汽车保有量达 1620 万辆，同比增长近 53%。

电动汽车以纯电为主； 2023 年上半年，新能源汽车销量为 374.7 万辆，同比增长 44.1%，其中纯电新能源汽车实现 271.9 万辆的销量，占比 72.56%；插电式混合动力售出 102.5 万辆，占比27.36%。

里程焦虑是困扰电动汽车大规模推广的主要因素，提高电池能量密度和缩短充电时间是解决电动车里程焦虑的两大关键途径。目前市场上已有多款车型的续航里程达到 500km 以上，随着电池技术进步，车辆续航里程不断突破，与此同时，充电时长成为另一亟待解决的痛点，用户迫切需求更大功率的充电技术和更快的充电速度。根据中汽中心用户调查显示，充电难问题成为影响用户购买电动汽车的首要顾虑因素。

高电压快充路线成为主流；对于纯电动车的车主来说，一直以来的梦想莫过于对车辆充电能达到“加油”的速度。那么，如何能做到这一点呢?关于这方面的答案，其实在我们学生时代的物理课上就曾学到。

据《纯电动汽车高电压快充平台技术趋势》，充电速度的提升意味着充电功率的提升，充电功率则由充电电压乘以充电电流决定（P=UI）；也就是提升充电效率的方式有两种，分别是提升电流与提升电压。大电流方案下产生损耗较多，对汽车散热能力要求高，同时也增加了汽车布线难度，故吸引力不高。相比较而言，高电压方案规避了大电流方案下的损耗、散热、线路等问题，且实现高电压方案相对容易，通过增加串联电池单元数量便可实现，故高电压方案有望成为未来主流。

二、何为800V高压平台？

“充电5分钟补能200公里”、“12分钟充电500公里”，最近各家新能源车企都在将电车的充电速度作为核心卖点之一进行大力宣传，而其中“800V高压平台”也在各种报道中被反复提及。

那么何为800V高压平台？800V是一个比较宽泛的概念，并不是指整车的高压电气系统全时段都能达到800V，而是一个平均值，整车的电压范围在550V—950V范围内，都可以称为800V高压平台。而目前大多数新能源车都采用的是400V平台，整车电气系统电压范围在230V～450V之间。

相同电流下，800V 车型能利用更高的电压，从而获得更快的充电速度。500A 电流下， 400V 平台车型可获得200kw 充电功率，而 800V 车型可获得 400kw 充电功率。

400V高压电气拓扑架构

800V高压电气拓扑架构

拓扑结构如上图所示，对比发现高压电气系统下400V与800V拓扑结果基本一致，没有太大的变化。

但该项技术升级实则为一项繁杂的系统工程。目前大部分现有的直流快充基础设施基本都是为 400V 汽车所服务的，因此若想完成 800V 平台的生态建设，除了应对车内配件进行改造升级外，亦需在外部配套相应的充电设施。其中对车内配件包括核心三电系统、空调压缩机、DCDC（直流变压器）、OBC（车载充电机）等部件，外部配套则为充电桩及充电站等。

高电压方案对比电流方案的优势

a、规避了大电流方案下的损耗、散热、线路等问题，据华为的一项研究结果显示，低电压大电流模式仅能在 10%-20%SOC 进行最大功率充电，在其他区间充电功率下降得非常迅速。

b、实现高电压方案相对容易，通过改变电池组串并联的方式即可实现。

c、根据 Future eDrive Technologies 的测算， 800V 平台下 100kwh 的电池有望减重达 25kg，减重的效果较为明显。

d、通过的电流越大，需要的电线横截面也越大，影响车辆布线；高电压方案可以有效减小布线影响

电气类零部件迎升级

800V 快充趋势下，车端设备零部件升级。800V 快充方案下，由于电压提升，将带来多处零部件和元器件升级。目前电动车核心零部件分为电池、电机、电控；OBC、PDU、DC/DC（小三电）；电动压缩机等。我们认为随着车端电压向 800V 升级，除了对电池材料有了新要求，对车端核心零部件的耐压、抗热等性能也有了要求，对零部件的影响主要为：

a、电机：扁线化、油冷趋势，防腐蚀、绝缘要求提升。

b、电驱电控：800V 下 SIC 优势显著，替代趋势明显。

c、继电器：高压继电器性能要求提升，总价值量上升。

d、薄膜电容：提升耐压等级。

e、线束：连接器增加，线缆降规。

f、熔断器：用量有望提升，新型熔断器渗透加速。

高压快充对车端组件和零部件提出了更高要求

三、各车企加速布局高压平台车型

随着新能源汽车渗透率快速提升，传统车企加快向电动化转型，更多新势力规模量产，车企之间的竞争更加深化和多元，车企对于推出差异化竞争产品的意愿较强。缩短充电时间是提升电动车使用体验的关键之一。高压架构带来的充电快、效率高的优势能够提升车企产品的竞争力，成为车型新卖点之一。海内外头部车企率先在高端车型应用 800V 高压平台，构筑产品差异化竞争力。近年来，高压快充路线受到越来越多主机厂的青睐，相继推出或计划推出 800V 高压平台车型。

国内：国内主流车企纷纷加速布局高压快充车型。比亚迪、广汽埃安、北汽极狐、吉利极氪、东风岚图、长安、长城、小鹏等多家车企均已相继推出基于 800V 高压平台的高端车型，快充性能基本可以达到充电 10min 续航增加 200km 以上。此外，理想、蔚来、零跑等车企也均发布 800V 平台架构或规划。

海外：近年来，头部车企在高压快充车型上布局领先。2019 年，保时捷率先推出全球首台搭载 800V平台电动车型 Taycan，最大充电功率 270kW，约 23min 完成 5%-80%SOC，后续版本最高充电功率达350kW。2020 年现代发布 E-GMP 平台， 2021 年奥迪自研 PPE 平台面世，搭载 800V 充电系统的车型，均可实现在短时间内快速充电。此外，奔驰 EVA 平台将于 2023 年 9 月推出 800V 车型。大众预计2024 年量产 800V 车型。通用的第三代纯电动平台、捷豹路虎的电气化平台，均选择 800V 作为车辆的运行电压。

国内外车企加速布局高压快充

随着 800V 高压平台车型逐步进入量产阶段，头部新能源车企和充电运营商积极推进高压大功率直流充电桩网络加速布局，驱动高压充电基础设施加快建设。为了配套高压快充车型的推广，前期整车厂大多自建快充桩。小鹏汽车 2022 年下半年逐步构建 800V/480kW 超充网络；蔚来汽车于 2022 年 12 月正式发布 500kW 超快充桩；理想汽车计划 2023 年推出 400kW 超级快充技术，到 2025 年在全国建成3000 个以上超级快充站；广汽埃安预计到 2025 年在全国 300 个城市建设 2000 座超充站；吉利和北汽也均自建了超级充电站。此外，特来电和星星充电等运营商也正在积极推动超级快充站的建设。