时间: 2024-08-09 01:03:10 | 作者: 高压交流接地开关
【EV视界技术解析】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。
按照之前学到的功率电流电压计算公式，也就是功率P=电压Ux电流I来看，提升功率最好的办法是提高充电的电压或者是电流了。但是问题来了，如果单纯提升电流的话，所带来的副反应就是会持续地产生高温热量，而高温热量被堆积到一定的数值后，那最终就会产生燃烧或者爆炸等后果，因此就要时刻地提升散热的效率，而这也会带来更多的技术麻烦。所以就需要用另外一种思路来提升充电的效率，那就只剩下提升充电电压了，而对于纯电动车来说，就要采用高压平台了。
众所周知，目前我国的居民用电都是220V电压，所以我们家里的所有电器，小至吹风筒大至空调冰箱电视机，都统一使用220V电压。而把这一个道理放在纯电动车上来看，所谓的“电压平台”，通俗来讲就是车上各主要零部件统一使用的电压标准，包括电池包、驱动电机，车载空调、各种电压转换器、甚至各种电线线束等，都要采取对应的电压标准。所以高压平台的意义，就是这类的电气化元件都要承受得住高电压，因此在某些设计与用料上，都需要作出改变。
目前，我们常见的一些纯电动车型都采用的是400V的电压平台，是因为受限于硅基IGBT功率元器件的耐压能力的原因。但是，在市面上已知部署建设的超充桩来看，通过远超常见直流120kW快充桩的功率，基本上已经大幅度地缩短了充电时间了。但随着需求与技术的进步，现在众多车企慢慢的开始推出800V高压平台车型，而这所带来的不仅是在充电速度上的提升，在降低能耗和增加续航方面也都有了更为突出的表现。
对于我们大家常常见到的传统内燃机车来说，其主要的动力来源是依靠发动机产生驱动力，之后再通过变速箱等一些机械结构的传递来维持车辆的行驶。而我们在以前的物理课上曾学到，任何的能量传输都是会产生一定的损耗的。而传统内燃机车的损耗则是来自机械零件之间的摩擦力。机械结构越复杂，传动环节越多，损失掉的能量就越多。
而在纯电动车方面，虽然驱动机构与传动机构之间的连接相对过于简单，但是其中也会产生一些能量的损耗，而这种损耗并不是来自物理运动，更多地是来自车辆的电能传输上面。
之前通过公式我们已知功率P=电压Ux电流I，而在焦耳定律看来，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。因此对纯电动车来说，如果电压提升到了800V，那么虽然电流的大小被适当减弱，但是由于发热量是和电流的二次方成正比，因此当电流被降低后，发热量也会得到一定效果地缩减。并且也正是因为通过的电流被缩减，因此就能够使用截面更小的高压线束来传输电能，为此换来的则是线束重量的减小，以此达到节省安装空间的效果。
之前我们说过，实现高压平台就要将车辆内部的大部分电气设备做到扩容或者工艺的改变，因此这看似简单地“升压”，可以说背后是一个“牵一发而动全身”的“大手术”工程。
具体来看，如果我们要从400V平台升压到800V平台，首先纯电动车的三电系统就必须要做到全面的升级，包括空调压缩机、DCDC直流变压器、OBC车载充电机等，都一定要能经受住高电压下的工作环境。
不仅如此，对于动力电池方面，目前主流纯电动车型的电池包已经能够支持2C的充电倍率（充电倍率=充电电流/电池额定容量），而电池的充电速度主要根据锂离子的脱嵌和迁移速率，当采用800V电压平台后，充电倍率最大可达6C，在高充电倍率下，锂离子脱嵌和迁移的速率加快，部分锂离子来不及进入正负极，只能形成一些副产物也就是析锂现象，导致活性物质损失，加速电池使用寿命衰减。
且动力电池在快充条件下，析锂现象加剧，一方面将造成活性物质的损失，影响电池容量和寿命；另一方面，锂枝晶一旦刺穿隔膜，将导致电池里面短路，造成起火等安全风险。因此要实现如此强烈的充电倍率，还需要在电池材料、高控制精度的BMS（电池管理系统）等方面实现突破。
目前在大多数纯电动车的功率半导体器件中，其IGBT大多数采用的是硅基材料，其耐高压的等级在600-750V左右，并且器件的尺寸偏大，对整车轻量化与电气化不利。而随技术的进步和新材料的开发，以SiC碳化硅为主的耐高压功率器件也开始成为了行业的主导，这样一种材料拥有耐高压和高导热性的特点，并且与传统的硅基芯片相比使用碳化硅材料的热损耗只有原来的50%左右，而传导率高达98.5%，功率则能做到1700V左右。不仅如此，碳化硅功率模块的体积还能做到更小且功率密度更高。只不过在相同功率下，碳化硅功率器件的成本要高于传统的硅基功率器件。
不过，关于成本这方面，如果单从表面上看碳化硅功率件要贵一些，但是作为车企是不会从这单一方面来考虑车辆的成本的。
有消息报道称，当碳化硅被运用后其车辆在系统的架构建设上也会作出相应的优化，其整体的成本也会会降低。比如有资料显示，以80kWh电池为例，应用碳化硅后，NEDC续航能力能提高4%-5%，也就是说节约电池4-5kWh。而近几年，由于电动车的普及愈来愈普遍，加之正极材料的价格也在下跌，因此动力电池的成本也慢慢的开始逐步降低，对于消费的人在构成方面也相当地利好。
对于现在来说，800V高压平台慢慢的变成了各家车企争相布局的主流，那么目前市面上究竟有哪些车型拥有800V高压平台的基础呢？
保时捷Taycan是业内首款采用800V高电压平台的车型，最大充电功率能够达到270kW，可以在22.5分钟时间里，把Taycan Turbo S上容量为93.4kWh的动力电池从5%充到80%，提供300km的续航里程。
外观方面，保时捷Taycan采用了与Mission E类似的头灯组设计，呈现矩阵造型。新车也采用了极具标志性的四点式日间行车灯以及大尺寸的通风口，以保证电池组、刹车盘的散热性能。尾部方面，宽大狭长的尾灯与全新911有所相似。
内饰方面，独立的曲面组合仪表处于仪表板的最高点，凸显了以驾驶者为中心的设计理念。中央的 10.9 英寸信息娱乐系统显示屏和选装的副驾驶侧显示屏组合成一个整体的黑色面板外观玻璃带。标配部分使用线向电动调节和记忆功能组件的前排舒适座椅。
动力方面，保时捷Taycan有后驱和四驱两种驱动形式，其中旗舰车型Turbo S的前电机上限功率为258Ps，峰值扭矩为400N·m；后电机上限功率为456Ps，峰值扭矩为550N·m，系统综合最大功率为761Ps，系统综合峰值扭矩为1050N·m。该车前、后电机采用的都是永磁同步电机，电机均采用水冷形式。
极狐阿尔法 S 华为HI版搭载了750V的超高压充电技术 ，充电功率最高187kW，10分钟内可以补充近200km的续航能力，电量从30%充到80%仅需15分钟。
外观方面，阿尔法S全新HI版与普通版阿尔法S高度相似，尤其是前脸“X”射线发散状特征更是彰显了ARCFOX极狐品牌的DNA语言，这种设计给人一种车辆向前突破的态势。车头依旧使用封闭式中网，前盖上隆起的线条给人很强的肌肉感。整个大灯造型更加犀利，看上去很有杀伤力。另外，新车搭载3颗126线个超声波雷达，同时搭载华为MDC810智能驾驶计算平台，算力达到400TOPS。能够达到华为最高阶无人驾驶辅助的水平。
内饰方面，阿尔法S全新HI版与普通版阿尔法S一样简约，新车重新搭配了内饰的材质以及颜色，中控台上采用了大量真皮覆盖，车顶棚更是使用翻毛皮材质，逐渐增强车内的豪华感。
动力方面，极狐阿尔法S华为HI版搭载双电机系统，上限功率473kW，最大扭矩655N·m，官方0-100km/h加速为3.5s。 而在续航方面，新车搭载74.5kWh的三元锂电池，NEDC续航能力为500km，最高百公里电耗仅为16.2kWh。
阿维塔11全系采用了750V高压平台，充电功率最高可达240kW，充电10分钟可将续航增加200km，15分钟可将电量从30%充至80%，这样的速度已能基本消除续航焦虑了。
外观方面，由德国慕尼黑阿维塔全球设计中心操刀的阿维塔11前脸造型呈现出极强的视觉上的冲击力，并采用当下流行的分体式大灯组，其中LED日行灯与转向灯可呈现出流水动态，前保险杠以左右两侧的曲率大灯灯组为框架融合而成。同时包括半固态激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达和摄像头在内的大量传感器与车身进行了很好地融合。
内饰方面，新车采用环抱式感应座舱，搭载“Vortex情感涡流”及中控智慧互联屏，首发搭载自研算法RNC主动路噪消减技术，配备时下流行的双联屏设计，由10.25英寸全液晶屏和15.6英寸悬浮式中央触控屏构成。其中15.6英寸悬浮式中控屏配备华为鸿蒙OS系统，采用快捷交互设计，具备快捷手势操作、分屏应用等功能。副驾触控显示屏基于一芯多屏能力，将为副驾带来影音娱乐功能。
动力方面，阿维塔 11 分为后驱和四驱车型。其中后驱车型的电机功率为230kW，电机扭矩为370N·m。四驱车型总功率425kW，总扭矩650Nm，百公里加速时间3.98秒。
据小鹏官方介绍，根据充电速度的不同，小鹏G9在超快充方面能大体分为2个车型:小鹏G94c车型和3C车型。其中4C车型，峰值充电功率可达430kW左右，充电5分钟续航增加200+公里，充电10%-80%仅需不到15分钟。而3C车型同样搭载了800V高压平台，峰值充电功率300kW左右，可以充电5分钟，续航增加130+公里，充电10%-80%仅需20分钟。
小鹏G9采用了全新的家族式设计语言，以纯粹、极致和先驱为造型设计理念，展现小鹏的美学哲学。前脸在传承家族式X Robot Face及贯穿式光剑大灯设计的基础上再次迎来了进化，贯穿式日行灯的两侧新增了标志性设计，犹如两个非常犀利的眼神。
内饰方面，小鹏G9采用了全新的内饰设计风格，方向盘为双辐平底式设计，三块屏幕在车内实现了三屏互联，其中全液晶仪表采用内嵌式设计，14.96英寸中控屏与14.96英寸副驾驶屏采用了双联屏设计，内置8155芯片。可实现四音区语音并可在无网状态下使用。
动力方面，小鹏G9将提供两驱和四驱两个版本，其中四驱版车型采用双电机四驱布局，前电动机功率175kW，后电动机功率230kW，总功率405kW，峰值扭矩717N·m，百公里加速达到3.9s，支持弹射模式，最高车速200km/h。新车配备4活塞制动卡钳，百公里制动距离34.6m。新车采用98kWh的三元锂电池组，两驱车型CLTC最大续航分别为570km和702km，四驱车型CLTC最大续航为650km。
作为扶摇架构的首款车型，小鹏 G6将标配国内首个量产800V高压SiC碳化硅平台，车桩结合最高可实现充电5min，续航200km。同时，「扶摇」架构将通过全栈自研的全新800V XPower电驱，实现扎实的续航里程。
小鹏G6前脸采用与G9相同的最新家族化设计语言，包括配备分体式大灯与封闭式格栅，车身轮廓则为轿跑式风格，非常地运动。从前脸看去，小鹏G6的外观采用了RobotFace家族化设计，其整体的车身造型更偏向圆润，在视觉上带来了更多的动感气息。并且包括隐藏式门把手等共有17处为降低风阻的设计，并且在尾部还有一对自适应升降尾翼，可根据车速自行调节。除此之外，贯穿式的尾灯虽然从中间位置有所断开，但是整体的精致感却得到提升。
内饰方面，小鹏G6使用了全新的，名为“矢量星环”的设计语言，简洁之余不失功能性。同时，配合“扶摇”架构高智能化的特点，小鹏G6将空调出风口设置为隐藏式，并且方向盘上的按钮也进一步简化。
动力方面，小鹏G6单电机版驱动电机额定功率为110kW，峰值功率为218kW，搭载中创新航磷酸铁锂蓄电池、三元锂离子电池；双电机版驱动电机额定功率为50kW、110kW，峰值功率为140kW、218kW，搭载中创新航三元锂离子电池。此外，小鹏拥有800V快充技术和自营的快充桩，未来在充电效率上会得到一定效果提升。
路特斯 Eletre 配备全800V纯电高性能架构EPA，具有超级充电、高度节能和极速数据传输等能力，输出性能更稳定、能量使用更高效、充电速度更快捷，路特斯Eletre最高可实现20分钟将电量从10%提升至80%，大大缓解用户的充电及续航焦虑。
路特斯Eletre采用轿跑式SUV设计风格，溜背式车顶为黑色设计，配合黑色涂装A、B、C、D柱设计，营造出悬浮式车顶的视觉效果。另外，新车采用了大量空气动力学设计，从而提供强大的下压力。新车拥有7组Race-Aero风道，采用致敬Evija超跑的孔隙式造型，气流随着刀型鼻翼穿过机盖气道，配合其他空气动力学气道，有效提升对风的控制能力，整车风阻系数仅0.26cd。
内饰方面，路特斯Eletre以性能为导向的内饰可谓科技感满满，除配备多块4K液晶屏，位于中控台的贯穿式灯带可通过色彩变换反映不同的车辆状态。车内配备的中控大屏支持折叠开启，内置双高通8155车机芯片兼容5G网络，支持OTA升级及语音识别技术。同时飞翼式方向盘造型也颇具亮点，方向盘两侧更配有驾驶模式切换及动能回收双拨片。
动力方面，Eletre 运动版（S+）峰值功率可达450kW/603hp，最快零百加速4.5s，平衡操控性与实用性，满足生活中的多元驾驶需求；专为追求极致驾控的车迷打造的赛道版（R+）则搭载了更强大的动力总成，峰值功率为675kW/905hp，匹配后电驱2速变速箱，实现最快零百加速2.95s。
问界M9搭载了全新的华为DriveONE高压动力平台，其配备了高效SiC高压同步总成。并且基于高效SiC模组以及华为电机仿线% CLTC工况动力总成，效率领先业界同类方案1.5%。除此之外，还支持750V和900+V双电压适配，在250A的快充桩上就能轻松实现极速4C充电，7.5分钟把电池SOC从30%提升到80%，续航增加250km。
外观方面，问界M9车头使用了贯穿式日行灯组，两侧大灯边缘还有下坠的造型，通风槽用来优化风阻，中央还有大面积进气格栅。另外还能看到新车有隐藏式门把手、密辐式轮圈以及车顶行李架。值得一提的是，翼子板、车头的位置清晰看到三颗激光雷达。
内饰部分，新车内部将采用三排6座布局，三排座椅均支持电动调节，可实现3/4/5/6座模式随心变换。车机方面也将搭载鸿蒙座舱以及OS 4系统，其能轻松实现75英寸超大HUD显示屏，并将配备HUAWEI ADS 2.0高阶智能驾驶系统。此外新车还将标配空气悬架。
对于这款新车来说，目前只有高配的Hyper GT 710超充版和710超充Max版才搭载了800V高电压平台技术，同时匹配了容量为80.1kWh的弹匣电池，CLTC工况下的续航能力为710km。
外观方面，Hyper GT采用了“风生水起”设计语言，其造型设计简约时尚，并且其中夹杂的设计元素不仅精致，还极为流畅。其前脸采用了封闭式设计，下方的前格栅可根据车速与散热智能调节关闭姿态降低风阻，整车的风阻系数低至0.19Cd。并且新车的车身采用溜背式设计，并配备无框门+电吸门。另外新车的开门方式也非常酷炫，其开门宽度达573毫米，配备雷达感知系统和360°环境感知，遇到障碍还可及时作出调整开门角度。而新车后风挡的斜率极大，一直延伸到了尾门的位置，并且车辆还带有一个三段式升降结构的尾翼，展开后瞬间运动感爆棚。
内饰部分，Hyper GT内饰设计风格非常简约，但用料非常奢华。全粒面头层皮NAPPA座椅，选用墨尔本纯种小牛皮，扶手则取材自80年以上树龄原木。其多边形的宽比例超薄全液晶仪表盘非常个性，中控中央配备了一个悬浮式设计的多媒体触控屏，并取消了所有的物理按键，配合三组贯穿式的空调出风口，使得新车内饰设计更为简约前卫。
动力方面，新车 AEP3.0 平台和星灵电子电气架构打造，后驱单电机版本最高输出功率340 250kW，最大扭矩434 N·m，0-100km / h加速4.9秒，另外未来还会推出双电机版本。
合创V09基于全新的H-GEA合创全球纯电架构打造，搭载了巨湾技研为其定制开发生产的XFC电池包，并标配800V高压系统。相比平台架构电压普遍在400-500V的竞争对手们，合创V09不仅能实现更高的充放电速率，整车效率更是提升约4%，整车能耗降低7.8%。
外观方面，合创V09前脸采用了当下流行的贯穿式LED日行灯，同时前脸的品牌LOGO也将同日行灯一起点亮。同时，新车配备了矩形的大尺寸中网，视觉效果突出，也符合如今消费者对于MPV车型的审美。而车顶的线条十分平直，尾部同样采用了贯穿式尾灯组。此外，合创V09车身四周遍布24个传感器，包括等效130线MP超清鱼眼环视摄像头4个，毫米波雷达5个，AK2超声波雷达12个。除此之外，新车采用了贯穿式尾灯，但其从车身中突出不少，与3D的HYCAN车标进行了完美结合。车尾两侧的几何形装饰则跟前大灯呼应，强调了车身高度，总体而言维持了整车简洁的设计风格。
内饰方面，合创 V09 的内饰采用环抱式布局，中控台搭载三块大屏，其中副驾驶前方带有娱乐屏，通过悬浮式中控屏幕能控制车辆大部分功能。中控台下方设有空调出风口和手机无线充电板。同时，第二排同样配备了一块吸顶大屏，可以收起。此外，该车还带有第二排吸顶屏幕、冰箱、航空头枕、第二排独立空调 / 独立天窗等配置。
动力方面，合创V09标配800V高压系统和高能量密度电池，可实现超过750km的续航能力，并配备Hi-EMS能量管理系统，实现380千瓦功率4C超级快充，最快5分钟充电200km。
除了以上车型外，极氪 CS1E、阿维塔 12、星途星纪元 ES、小鹏 H93 MPV、理想 W01 MPV等等车型均有搭载。因此可以发现今年将是800V高压平台车型发展的元年，而这对于纯电动车市场的热度起到了推波助澜的作用，并且用“颠覆”的词汇来表达也不为过。
其实，对于拥有800V高压平台能力的车型来说，除了需要对于三电系统和整车架构的电气化元件作出优化，而对于车企来说也是一个不小的挑战，这是怎么回事呢？
其实道理很简单。要知道，从400V到800V的跃迁是一项浩大的工程，需要车企、充电桩、电池企业对电芯、各种高压部件和充电网络等进行系统升级，并且充电桩功率要做高，对于电力容量也有一定要求，而且功率越大，对于电网的负荷也会慢慢的大，这就是另外一个问题了。
除此之外，因为该平台会造成整车成本的提高，所以800V部件在应用初期更适用于高端轿跑或SUV，中低端车型在较长时间内采用400V电压平台仍将是较为经济的选择。到2030年左右，800V平台架构将成为主导技术，如果充电时间足够快，电动汽车就不需要1000km的续航能力，到时候动力电池能做到更小，整体重量更轻。
如此我们大家可以看到，高压超级快充能够有效解决电动车里程焦虑、快充问题，已成为未来补能技术演进新趋势。所以，相应的800V高电压平台车型及高压大功率超充网络正处于加速布局阶段。
2023上海车展期间，理想汽车正式对外发布800伏超充纯电解决方案，首批理想4C超级充电站现已上线C快充模式，并且面向所有新能源车开放。
而未来，理想汽车将在2023年目标建设完成300个高速理想4C超级充电站，覆盖京津冀、长三角、大湾区和成渝地区四大经济带，到2025年目标建设完成3000座以上的充电场站，覆盖全国90%国家高速里程和一二三线主要城市。
而同样在上海车展期间，埃安发布“快速补电+V2G”两大行动计划，是一项私桩+公桩并行发展的补电计划，完全解决补电矛盾。据悉广汽埃安自建场站全部匹配1000V超充，埃安A480超充桩不仅充电功率能达到480KW，埃安的“轮充轮放”技术和“120-480kW自适应大功率充电桩”，还能轻松实现充电功率的智能动态分配，让不同的充电场景效率最大化。
值得一提的是，埃安超级充换电站采用1000V高压，480kW大功率充电桩，实现充电5分钟，续航超200公里。预计到2025年将建成2000座超级充换电中心和超过20000个充电桩，实现全国地级城市全覆盖。
小鹏汽车不久前宣布启动S4超快充升级改造计划，将市面上自营S2超充站升级改造为具备S4超快充能力的场站，且第一季度已完成超过160座站点的改造升级。另外，到2023年，小鹏汽车预计落成500座具备S4超快充能力的充电站点，完成全国主要城市的S4站超快充网络覆盖。到2025年，小鹏有望建成约2000个S4超快充服务站点。
也许从今年的上海车展就能够准确的看出，800V高压平台已然成为行业发展的主流。而随着行业的发展与超充桩的建设，让“充电如加油”的补能效率成为可能，届时纯电动车型的优势将被继续放大，而那些对于纯电车型“谈充色变”的人士来说，必会发生改观。而我们又不禁要问，当传统燃油车的天然优势被纯电动车所取代后，其退出历史舞台的脚步是否会被加速了呢？