800V高壓快充的關(guān)鍵技術(shù)解析

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，市場(chǎng)的普及，越來(lái)越多的用戶在使用過(guò)程中，對(duì)新能源汽車的充電仍是一個(gè)頭疼的事情。

為解決充電焦慮，多家車企選擇高壓快充方式。保時(shí)捷Tycan是第一款800V快充車型，保時(shí)捷之后，比亞迪、東鳳嵐圖、吉利、小鵬等車企紛紛布局高壓快充賽道，小鵬G9成為首款800V高壓SiC車型。

快充功能正日漸成為新能源中高端車型的標(biāo)配，快充技術(shù)也正成為動(dòng)力電池制造商新一輪的競(jìng)爭(zhēng)焦點(diǎn)。

高壓快充技術(shù)分析

目前市場(chǎng)有多種快充方案。充電時(shí)間由電壓和電流共同決定，對(duì)于充電樁而言：充電時(shí)間（h）=電池能量（kWh）/充電功率（kW）。因此，增大充電功率可以縮短充電時(shí)長(zhǎng)，而充電功率由電壓和電流共同決定：功率（kW）=電壓（V）*電流（A）。所以想要縮短充電時(shí)間，有兩種方法：大電流、高電壓。

大電流模式：目前推廣程度低，特斯拉是代表。大電流充電過(guò)程中產(chǎn)生的熱量大幅增加，對(duì)汽車的散熱系統(tǒng)有更高的要求，且能量損失嚴(yán)重、轉(zhuǎn)化效率低，且需要使用更粗的線束。

高電壓模式：是車廠普遍采用的模式，除減少能耗、提高續(xù)航里程外，還有減少重量、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。

由于大電流快充方式的劣勢(shì)明顯，目前高電壓成為了快充主要趨勢(shì)。高電壓架構(gòu)主要分為三類，純800V高壓快充成為主流。

800V高壓快充的關(guān)鍵技術(shù)

高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施：800V系統(tǒng)的成功應(yīng)用離不開高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的支持。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球范圍內(nèi)已經(jīng)建立了大量的800V高功率充電站，有效滿足了用戶的充電需求。這些充電站能夠提供高達(dá)350 kW的充電功率，使得用戶能夠在短時(shí)間內(nèi)完成充電，節(jié)省了大量的時(shí)間和充電成本。

SiC的應(yīng)用：構(gòu)建800V超充平臺(tái)的靈魂就是材料的革新，基于碳化硅的新型控制器，便引領(lǐng)著這一輪高壓技術(shù)的革命。SiC（碳化硅）是一種由Si（硅）和C（碳）構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體材料。Si材料中，為了改善伴隨高耐壓化而引起的導(dǎo)通電阻增大的問題，主要采用如IGBT（Insulated Gate Bipolar Transistor : 絕緣柵極雙極型晶體管）等少數(shù)載流子器件（雙極型器件）；但是卻存在開關(guān)損耗大 的問題，其結(jié)果是由此產(chǎn)生的發(fā)熱會(huì)限制IGBT的高頻驅(qū)動(dòng)。SiC（碳化硅）材料卻能夠以高頻器件結(jié)構(gòu)的多數(shù)載流子器件（肖特基勢(shì)壘二極管和MOSFET）去實(shí)現(xiàn)高耐壓，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn) "高耐壓"、"低導(dǎo)通電阻"、"高頻" 這三個(gè)特性。另外，帶隙較寬，是Si的3倍，因此SiC（碳化硅）功率器件即使在高溫下也可以穩(wěn)定工作。

先進(jìn)的電池技術(shù)：800V高壓快充電池系統(tǒng)采用了先進(jìn)的鋰離子電池技術(shù)，具有更高的能量密度和更快的充電速度。相比傳統(tǒng)400V系統(tǒng)，800V系統(tǒng)的充電速度可提升50%以上，讓用戶能夠更快地完成充電并繼續(xù)行駛。此外，根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，800V系統(tǒng)能夠在短短15分鐘內(nèi)充電至80%以上的電量，為用戶節(jié)省寶貴的時(shí)間。

智能電池管理系統(tǒng)（BMS）：800V系統(tǒng)配備了先進(jìn)的BMS，通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)電池的狀態(tài)和溫度，確保充電和使用過(guò)程的安全性和穩(wěn)定性。BMS利用復(fù)雜的算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)電池的精確控制，避免過(guò)度充電和過(guò)熱現(xiàn)象的發(fā)生。根據(jù)數(shù)據(jù)研究，800V系統(tǒng)能夠提高電池壽命，延長(zhǎng)使用時(shí)間，進(jìn)一步提升用戶的體驗(yàn)和滿意度。

高效熱管理系統(tǒng)：800V系統(tǒng)采用了先進(jìn)的熱管理技術(shù)，如液冷和主動(dòng)溫度控制，以有效控制電池的溫度。據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，800V系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)400V系統(tǒng)，能夠?qū)㈦姵販囟冉档?0°C以上，極大地減少了過(guò)熱風(fēng)險(xiǎn)。這不僅提升了電池的安全性，還增加了電池的壽命和穩(wěn)定性。

800V高壓快充技術(shù)的爭(zhēng)議

然而，800V高壓充電技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中也存在一些爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)。首先是安全性問題。由于高壓充電技術(shù)需要使用更高的電壓，如何保證充電過(guò)程中的安全性成為了一個(gè)必須解決的問題。其次是成本問題。目前，800V高壓充電技術(shù)的成本相較于傳統(tǒng)的低壓充電技術(shù)仍然較高，這也限制了其在市場(chǎng)上的普及。最后是電網(wǎng)容量問題。使用高壓充電技術(shù)需要更大的充電功率，并且需要與電網(wǎng)充分配合，但是目前電網(wǎng)容量普遍不足，在高峰期充電需求過(guò)大時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)荷過(guò)大，對(duì)電網(wǎng)造成不利影響。

800V高壓快充技術(shù)面臨的難題

除了上述爭(zhēng)議和挑戰(zhàn)，800V高壓充電技術(shù)還面臨一些難題。首先是電網(wǎng)容量不足的問題。目前，電網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)仍不完善，如何提升電網(wǎng)容量，滿足高壓充電技術(shù)的需求仍然是一個(gè)困擾行業(yè)的難題。其次是配電網(wǎng)設(shè)施不完善的問題。雖然高壓充電技術(shù)在提高充電功率方面具有優(yōu)勢(shì)，但現(xiàn)有的配電網(wǎng)設(shè)施并未完全適應(yīng)其要求，需要進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)。此外，由于高壓充電技術(shù)需要電網(wǎng)進(jìn)行優(yōu)化控制，但是目前電網(wǎng)優(yōu)化控制的技術(shù)還不夠成熟，如何實(shí)現(xiàn)有效的控制也是一個(gè)需要解決的難題。

總結(jié)

總的來(lái)說(shuō)，800V的潛力很大，高效補(bǔ)能也必定是未來(lái)的大方向，但需要企業(yè)去大量投入。也需要相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈積極升級(jí)，分析完所面臨的問題后就需要繼續(xù)開干了。

在我國(guó)，特高壓輸送技術(shù)的展望空間非常大，將來(lái)勢(shì)必會(huì)應(yīng)用到汽車補(bǔ)能領(lǐng)域，和高壓充電進(jìn)行配合。電力容量問題就需要盡快解決，不然面對(duì)一個(gè)不斷壯大的汽車用電市場(chǎng)，基建設(shè)施跟不上，也會(huì)減緩電動(dòng)車市場(chǎng)的擴(kuò)張腳步。

目前，眾多自主品牌對(duì)于800V等一系列新技術(shù)的研究，一定會(huì)不斷豐富我們的技術(shù)積累，相信從2023開始，會(huì)突破一個(gè)又一個(gè)新能源時(shí)代的補(bǔ)能難題。

審核編輯：湯梓紅