電動汽車采用800V電壓系統(tǒng)的原因解析

碳化硅的崛起，與電動汽車的800V高壓平臺系統(tǒng)算是“絕配”。在800V高壓平臺火熱的趨勢下，未來幾年SiC功率元器件將隨著800V平臺的大規(guī)模上車進(jìn)入快速爆發(fā)階段。

電動汽車為什么要上800V？無論是廠家還是車主，對“充電5分鐘，續(xù)航200km”的效果都是夢寐以求的。想要達(dá)到這個效果，就要解決兩大需求痛點(diǎn)：

一，就是讓充電性能大幅提升，快速提升電池充電速度。

二，就是提高整車運(yùn)行效率，在同等電量情況下，延長續(xù)駛里程。

800V 電壓平臺具有更高的充電速度。電動汽車的充電速度一直以來都是制約其普及的一個重要因素。目前市場上的充電樁大多支持380V電壓，而采用800V電壓平臺可以使得充電功率達(dá)到更高的水平，從而大大縮短了充電時間。這意味著，電動汽車用戶在等待充電時可以更短的時間就能完成充電，極大地提高了便利性。

采用800V電壓平臺還可以提升車輛的性能表現(xiàn)。在相同的電池容量下，采用高電壓平臺可以減小電池的體積和重量，從而提高車輛的效率和動力。此外，通過改進(jìn)電池管理系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)更精細(xì)的能量控制，使得車輛在不同行駛工況下的表現(xiàn)更加優(yōu)秀。

800V電壓平臺還可以降低車輛的制造成本。由于采用了高電壓技術(shù)，可以減少電池的數(shù)量，從而降低制造成本。同時，高電壓平臺還可以減少零部件的數(shù)量，進(jìn)一步降低了生產(chǎn)成本。

因此，如果還使用原來400V所用的充電導(dǎo)線尺寸，使用800V則可以提升充電功率。也就意味著，在800V平臺下，可以使用較細(xì)的充電導(dǎo)線。

華為的一項(xiàng)研究顯示，采用了800V高壓模式的快充支持30%-80%SOC最大功率充電；而低壓大電流模式僅能在10%-20%SOC進(jìn)行最大功率充電，在其他區(qū)間充電功率下降的非常迅速。可見，800V高壓模式能支持更長時間的快充。

而800V使整車運(yùn)行效率更高。電流不變時，電池電壓越高，電機(jī)的功率越大，電機(jī)驅(qū)動的效率也越高。所以，800V高壓平臺容易實(shí)現(xiàn)高功率和大扭矩以及更好的加速性能。

雖然說800V給電動車帶來的補(bǔ)能效率提升是質(zhì)變級的，但800V落地推廣的最大阻礙之一就是成本問題。

800V平臺會帶來哪些改變？我們可以從后往前推。

如果電動汽車架構(gòu)升級到800V，那么它高壓元器件的標(biāo)準(zhǔn)也就會相應(yīng)地提高，其中逆變器也會從傳統(tǒng)的IGBT器件換成碳化硅（SiC）材料MOSFET器件。逆變器是成本僅次于電池的零部件，如果升級成SiC，成本又提高了一個檔次。但對于整車廠而言，應(yīng)用碳化硅一般不會單一考慮功率器件成本，更重要的是考慮整車成本變化。因此，如何找到SiC帶來的成本節(jié)約與其本身高昂成本之間的平衡很重要。

在SiC方面，第一個吃螃蟹的人是特斯拉。2018年，特斯拉在Model 3中首次將IGBT模塊換成了SiC模塊。在相同功率等級下，碳化硅（SiC）模塊的封裝尺寸明顯小于硅（Si）模塊，并且開關(guān)損耗降低了75%。而且，換算下來，采用SiC模塊替代IGBT模塊，其系統(tǒng)效率可以提高5%左右。

但隨著800V的到來，不光是逆變器，車載充電器、DC/DC轉(zhuǎn)換器以及充電樁都對SiC有較強(qiáng)需求。預(yù)計(jì)到2027年，SiC器件市場將從2021年的10億美元業(yè)務(wù)增長到60億美元以上。

800V電氣架構(gòu)升級具備長期趨勢，SiC的受益也是最大的。其他部件平滑升級，SiC器件的風(fēng)口有望實(shí)實(shí)在在到來。

最后，配合補(bǔ)能基礎(chǔ)設(shè)施的落地，800V高壓架構(gòu)才是究極完成體，才能真正意義上到達(dá)“800V元年”。

審核編輯：黃飛

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