什么是高電壓平臺(tái)/實(shí)現(xiàn)高電壓平臺(tái)需要哪些條件

電動(dòng)車會(huì)取代燃油車嗎？電動(dòng)車什么時(shí)候能像燃油車一樣便利？雖然在動(dòng)力、噪音、使用成本等方面電動(dòng)車已經(jīng)甩開燃油車一個(gè)身位，隨著續(xù)航超過1000km的車型陸續(xù)亮相續(xù)航焦慮也得到了很大程度的緩解，但充電慢、充電難依舊是電動(dòng)車無法顛覆燃油車的“阿喀琉斯之踵”。為了解決這一問題，高電壓平臺(tái)技術(shù)和與之配套的超級(jí)充電樁是目前最被看好的解決方案之一。那么，電壓平臺(tái)升高的量變?nèi)绾问闺妱?dòng)車實(shí)現(xiàn)便利性媲美燃油車的質(zhì)變，距離這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用又還有多長(zhǎng)的路要走呢？

堪稱電動(dòng)車領(lǐng)域的“新基建”

受限于硅基IGBT功率元器件的耐壓能力，之前電動(dòng)車高壓系統(tǒng)普遍采用的是400V電壓平臺(tái)。基于該電壓平臺(tái)的充電樁中，充電功率最大的是特斯拉第三代超級(jí)充電樁，達(dá)到了250kW，工作電流的峰值接近600A。如果想要進(jìn)一步提高充電功率、縮短充電時(shí)間，就需要將電壓平臺(tái)從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，來實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)的擴(kuò)容。

800V電壓平臺(tái)搭配350kW超級(jí)充電樁所能實(shí)現(xiàn)的充電速度，不僅比目前常見的120kW直流快充樁要快上很多，更逐步接近傳統(tǒng)燃油車在加油站加油的使用體驗(yàn)了，尤其對(duì)于沒有家用充電樁安裝條件、充電依賴公共充電設(shè)施的用戶來說是一大利好。而根據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，在我國(guó)超級(jí)充電樁國(guó)標(biāo)落地后，充電樁的最大充電功率有望達(dá)到600kW以上，“充電五分鐘、續(xù)航200公里”也將從一句玩笑變成現(xiàn)實(shí)。到那時(shí)，你還會(huì)擔(dān)心電動(dòng)車的充電問題嗎？

與此同時(shí)，在用電功率相同的前提下，電壓等級(jí)的提高還將減小高壓線束上傳輸?shù)碾娏?，這將縮減高壓線束的截面積，達(dá)到降低線束重量、節(jié)省安裝空間的效果。

結(jié)果很簡(jiǎn)單但過程很復(fù)雜

雖然從實(shí)現(xiàn)的功能上來說，高電壓平臺(tái)技術(shù)看起來并不復(fù)雜，只是升高了整車的電壓。但對(duì)于技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，卻是“牽一發(fā)而動(dòng)全身”的大工程。

目前主流的動(dòng)力電池包，已經(jīng)能夠支持2C充電倍率（充電倍率是充電快慢的一種量度，充電倍率=充電電流/電池額定容量），通過電解液添加劑、各向同性石墨、石墨烯等材料的使用，可以一定程度上提升電池材料的電導(dǎo)率，改善高電壓下三元材料的穩(wěn)定性。但這些方案并不能從根本上避免副反應(yīng)的發(fā)生，如果想要實(shí)現(xiàn)4C甚至6C充電倍率的超快充，還需要在電池材料、高控制精度的BMS（電池管理系統(tǒng)）等方面實(shí)現(xiàn)突破。

在電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，電壓的提高會(huì)對(duì)絕緣能力、耐壓等級(jí)以及爬電距離提出更高的要求，將對(duì)電氣部件的設(shè)計(jì)和成本帶來影響，但在工業(yè)電機(jī)等領(lǐng)域還是有比較豐富的高壓應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，主要的難點(diǎn)在電機(jī)控制器的核心元件——功率半導(dǎo)體器件。目前滿足車規(guī)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的功率半導(dǎo)體器件中，最主流的硅基IGBT耐壓等級(jí)在600-750V，能在800V平臺(tái)上使用的高壓IGBT產(chǎn)品并不多，還存在著損耗高、效率低的缺點(diǎn)。

只是由于目前在產(chǎn)能和成本方面仍無法與IGBT相媲美，碳化硅器件的普及還需要時(shí)間，業(yè)內(nèi)對(duì)2025年碳化硅MOSFET的滲透率預(yù)期普遍在20%左右，未來幾年內(nèi)IGBT仍將是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)最主流的功率半導(dǎo)體器件。

在空調(diào)壓縮機(jī)、PTC、DCDC、車載充電機(jī)等部件方面，面向高電壓平臺(tái)的開發(fā)也在進(jìn)行中。根據(jù)業(yè)界人士的分析，相關(guān)的量產(chǎn)工作均有望于今年年內(nèi)完成，一旦產(chǎn)業(yè)鏈趨于成熟，可以快速拉低整個(gè)制造成本。

星星充電、普天新能源、特來電等充電服務(wù)商，均具備了400kW以上充電樁的技術(shù)儲(chǔ)備。但目前我國(guó)采用的電動(dòng)汽車充電標(biāo)準(zhǔn)還是2015年頒布的，最大電壓和電流分別為950V、250A，最大充電功率被限制在240kW。充電樁新國(guó)標(biāo)的落地，也將進(jìn)一步推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用。

總的來說，電動(dòng)車高電壓平臺(tái)技術(shù)所需的配套方案已經(jīng)基本具備，何時(shí)進(jìn)行高電壓平臺(tái)的量產(chǎn)開發(fā)工作、以何種方式應(yīng)用這一技術(shù)的問題，已經(jīng)擺在了各個(gè)車企面前。

車企都有什么動(dòng)作/距離技術(shù)普及還有多遠(yuǎn) 車企在高電壓平臺(tái)方面的布局

在高電壓平臺(tái)方面，第一個(gè)吃螃蟹的是2019年上市的保時(shí)捷Taycan。出于對(duì)充電速度和持續(xù)性能的追求，Taycan率先量產(chǎn)了800V電壓平臺(tái)，但作為“先行者”，保時(shí)捷也承擔(dān)了相應(yīng)的開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和挑戰(zhàn)，受限于各零部件開發(fā)進(jìn)度的不同，最初的Taycan并沒有拿出一個(gè)完全由800V用電器組成的電壓平臺(tái)，并在電池的快充速度上進(jìn)行了一定的妥協(xié)和讓步。

不惜在車上增加如此復(fù)雜的電壓轉(zhuǎn)換設(shè)備，保時(shí)捷Taycan最主要的目的就是要縮短用戶在充電上付出的時(shí)間成本。而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進(jìn)步之后，保時(shí)捷Taycan及其后續(xù)車型還有望在350kW充電功率的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步發(fā)掘出800V電壓平臺(tái)的潛力。

如果對(duì)于你來說，保時(shí)捷Taycan有些高不可攀，別急，高電壓平臺(tái)技術(shù)也在覆蓋更多平民車型?，F(xiàn)代汽車就在其E-GMP平臺(tái)上使用了800V電壓平臺(tái)，基于此平臺(tái)開發(fā)的IONIQ（艾尼氪）5已經(jīng)完成亮相。

奔馳的EVA平臺(tái)、通用的第三代純電動(dòng)平臺(tái)、捷豹路虎的電氣化平臺(tái)，也都紛紛選擇了800V作為車輛的運(yùn)行電壓。此外，雖然MEB平臺(tái)的車型才上市不久，但大眾也迫不及待地提出了Trinity項(xiàng)目，預(yù)計(jì)將于2026年應(yīng)用800V超充技術(shù)。

國(guó)內(nèi)方面，比亞迪是較早布局相關(guān)技術(shù)的廠商。借助高壓IGBT方案，比亞迪將e平臺(tái)旗下車型的電壓提升至了600V以上，唐新能源更是達(dá)到了700V。

此前專注于增程式方案的理想汽車，也計(jì)劃在高壓純電動(dòng)平臺(tái)上推出多款純電動(dòng)車型，通過對(duì)400kW充電樁的支持，實(shí)現(xiàn)10分鐘提升300-500km續(xù)航的補(bǔ)能速度?？梢哉f，國(guó)內(nèi)廠商在高電壓平臺(tái)方向上的開發(fā)工作也并不落后。

前景很美好但距離很遙遠(yuǎn)

雖然高電壓平臺(tái)+超級(jí)充電樁技術(shù)的發(fā)展，為電動(dòng)車描繪出了一個(gè)美好的未來，但在落地推廣的層面，還是陷入了“先有雞還是先有蛋”的爭(zhēng)執(zhí)中。

對(duì)于整車廠來說，在沒有基礎(chǔ)設(shè)施配套的前提下，推出一款高電壓平臺(tái)的產(chǎn)品仍將使用戶面臨充電困難的問題。對(duì)此，北汽藍(lán)谷、嵐圖汽車的相關(guān)人士均表示，雖然一直在關(guān)注高電壓平臺(tái)和超級(jí)充電樁技術(shù)的發(fā)展，但尚未有推出相關(guān)車型的打算。

無論是“車等樁”還是“樁等車”，整車廠和充電服務(wù)商的顧慮都是可以理解的，還需要國(guó)家在充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和電動(dòng)車開發(fā)方向上，加以引導(dǎo)和推動(dòng)。

總結(jié)：

雖然電壓平臺(tái)的升高，意味著電動(dòng)車諸多零部件的重新開發(fā)設(shè)計(jì)，以及高壓充電網(wǎng)絡(luò)從無到有的布局建設(shè)，讓我們距離產(chǎn)品的普及還有很長(zhǎng)一段距離要走。但就像快充技術(shù)改變了大家使用智能手機(jī)的習(xí)慣，電動(dòng)車高電壓平臺(tái)技術(shù)的落地也會(huì)對(duì)電動(dòng)車產(chǎn)品的技術(shù)走向和使用體驗(yàn)產(chǎn)生巨大的影響。當(dāng)基于電壓平臺(tái)升高的量變，使電動(dòng)車的便利性達(dá)到了媲美燃油車的質(zhì)變，那么取代燃油車的那一天還會(huì)遠(yuǎn)嗎？

審核編輯：郭婷