先进的800v高压平台(汽车高压800v优缺点)

让纯电动车充电“起飞”的800V高压平台 您了解吗

【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就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。

何为高压平台？

要知道什么是高压平台？那就需要从电压平台说起。

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，都要采用相应的电压标准。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，这是因为受限于硅基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，现在众多车企已经开始推出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。

800V高压平台的优势有哪些？

对于我们经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机械传动，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，发热量也会得到有效地缩减。并且也正是因为通过的电流被缩减，因此就可以采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。

800V高压平台如何实现？

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，都必须能够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取决于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，将导致电池内部短路，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。

还有就是在驱动系统方面，高电压对于功率半导体器件也是一个巨大的挑战。

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。而随着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%，功率则可以做到1700V左右。不仅如此，碳化硅功率模块的体积还可以做得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，其整体的成本也会有所下降。比如有资料显示，以80kWh电池为例，应用碳化硅后，NEDC续航里程可以提升4%-5%，也就是说节约电池4-5kWh。而近几年，由于电动车的普及越来越广泛，加之正极材料的价格也在下跌，因此动力电池的成本也已经开始逐步降低，对于消费者在构成方面也相当地利好。

?800V高压平台下的车型有哪些？

对于现在来说，800V高压平台已经成为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

指导价：149.80-179.80万元

峰值充电功率：270kW

保时捷Taycan是业内首款采用800V高电压平台的车型，最大充电功率可以达到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。标配部分使用真皮的内饰和带14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的前电机最大功率为258Ps，峰值扭矩为400N·m；后电机最大功率为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

指导价：39.79-42.99万元

官方峰值充电功率：187kW

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的续航里程，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线车规级激光雷达、6个毫米波雷达、13个摄像头、12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。可以达到华为最高阶自动驾驶辅助的水平。

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，进一步增强车内的豪华感。

动力方面，极狐阿尔法S华为HI版搭载双电机系统，最大功率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续航里程为500km，最高百公里电耗仅为16.2kWh。

阿维塔11

指导价：31.99-60.00万元

官方峰值充电功率： 240kW

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%，这样的速度已经可以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。

小鹏G9

指导价：30.99-46.99万元

官方峰值充电功率：400kW

据小鹏官方介绍，根据充电速度的不同，小鹏G9在超快充方面可以大体分为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。

小鹏G6

预计价格区间：25-30万元

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有效提升。

路特斯ELETRE

汽车高压800v优缺点

优点：安静、无发动机噪音，动力好、加速有力，而且电动汽车的使用成本很低。提升电压可以有效降低线径，降低热损耗，因此性能可以得到有效提升。动力性能的提升、相关线缆可以做得更细节省车内布置空间、减小热损耗以及高效的堪比加油的充电补能体验。

缺点：充电时间长，二手车保值率不高等问题，高电压平台显然会在成本上造成比较大的影响。

新能源汽车是指采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。新能源汽车包括纯电动汽车、增程式电动汽车、混合动力汽车、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车等。

混合动力汽车

混合动力汽车，它的主要驱动系统由至少两个能同时运转的单个驱动系统组合而成的汽车，混合动力汽车的行驶功率主要取决于混合动力汽车的车辆行驶状态：一种是由单个驱动系统单独提供；第二种是通过多个驱动系统共同提供。

以上内容参考百度百科-新能源汽车

小鹏汽车科技日新成果展示 800V高压SiC平台/XPILOT 4.0系统

易车讯?在今年的小鹏汽车科技日上，小鹏汽车董事长兼CEO何小鹏分享了最新研发成果并对未来发展方向进行了进一步解读。他表示，未来小鹏汽车发展将集中在超级补能、智能驾驶、智能机器人及飞行汽车四大领域。

截至目前，小鹏XPILOT 2.5及以上版本的智能辅助驾驶系统目前渗透率达到89.74%，XPILOT 3.0激活率达59.29%以上，智能语音助手月均渗透率为99.76%。

首先在超级补能层面，本次小鹏汽车发布了中国首个量产800V高压SiC平台（充电峰值电流大于600A，电驱最高效率 95%），即充电5分钟，续航200公里。同时推出了配套的480kW高压超充桩，10%-80&充电时间仅需12分钟（通流能力超过 670A），而自研储能充电技术一次充电可满足30台车不间断充电。

在城市NGP方面，小鹏汽车自动驾驶副总裁吴新宙表示：“人机共驾将是很长时间内的必然选择，XPILOT 3.0的落地标志着小鹏成为中国唯一完成自研的车企，小鹏辅助驾驶累计行驶里程已达到1.09亿公里，高速NGP在Q3渗透率达到60%。”

城市NGP将于2022年上半年在首批城市部分道路开放，XPILOT 4.0智能辅助驾驶系统于2023年上半年上线，并率先搭载在明年发布的中大型SUV车型上。而在未来，小鹏汽车还将推出迈向自动驾驶的XPILOT 5.0智能辅助驾驶系统。

据了解，XPILOT 4.0智能辅助驾驶系统算力为508TOPS，启用800万前视双目摄像头、290万像素侧视摄像头，并配备高度集成的域控制器。预计到2022年底，将实现1.2亿公里的高速NGP历程、3500万公里城市NGP里程及90%记忆泊车覆盖率。

小鹏汽车还发布了Xmart OS 4.0系统。新系统可实现全场景 AI视觉，提供点到点智能驾驶SR还原，全3D界面与环境3D模型交互及全场景语音2.0，同样将率先搭载在明年发布了全新中大型SUV车型上。

除此之外，在本次小鹏汽车科技日上，官方带来了融合智能驾驶感知的流媒体后视镜，同时官方宣布在2022下半年，小鹏汽车将成为首家探索自动驾驶出行运营的中国整车企业。在未来，官方还将推出智驾分系统，当驾驶者使用辅助驾驶时，有些不规范的操作就会扣分，当扣分过多就会强制让车主重新学习。

高端电动车“必经之路”解读800V高压系统普及进度

从保时捷开始量产Taycan以后，800V系统就逐步进入高端化的定义。随着今年中国电动汽车“去水化”（B端和公用采购渠道的量少了），像中国这样的电动汽车市场逐步成熟化，能够站住潮头是非常关键的。本文一方面探讨现有的800V系统的普及速度，一方面也探讨一下电池系统设计，特别是能量扩展和第三代半导体SiC导入的关系。

Part1：800V的系统在高端车型里普及速度

800V的SiC系统一方面是各个地方（车企）在研究，还有就是在纯电动赛车FormulaE中是标准配置，车企通过赛车收集这类“死贵”的、面向超高速的技术的使用极限。

1）从需求角度来看

前几日，Delphi宣布它拿到了欧洲豪华车企的下一代电动汽车的800V驱动系统逆变器订单。按照Delphi的说法，目前已经或得欧洲3/4的豪华OEM的订单（Porsche、Audi、Benz、BMW）。

比起欧洲车企虽然开始800V比较早，在美国这边，新势力车企LucidMotors的新车LucidAir预计2021年开始交付了；而后续通用的800V系统，特别是高压化的纯电动卡车是和Tesla的皮卡竞争的筹码；现代起亚也纷纷在自己的高端化BEV上搞起了800V系统，不过这几家的高压逆变器供应商是谁还没有宣布。从中国市场来看，比亚迪在汉EV上是首次使用SiC做高压系统，之前所做的600-700V的系统是基于IGBT的，现在在这个基础上前后轴配不同的驱动系统，作为尝试。

图1?800V的故事刚刚开始

在Cree的投资日报告里面，福特也在测试，也就是围绕美国的这个SiC资源，美国电动汽车制造企业在下一代电动汽车方面的规划都是围绕这个比较强的点去做的。自从特斯拉在Model3的逆变器和车载充电机上使用以后，IGBT模块在高端车上似乎不香了。

图2?福特使用Cree的SiC模块的测试结果

2）从供应角度来看

2019年5月，Cree公司开始了一项耗资10亿美元、历时5年多的工厂优化计划，以纽约州马西（莫霍克谷）的200mmSiC晶圆自动化制造工厂为支撑，加上达勒姆的美国园区总部正在进行的“超大型材料”工厂扩建，整个计划在2022年投产。

图3?Cree的供给情况

Part2：高压化带来对系统的配置差异

从目前来看，大概做到110-112串是极限了，正常的电压在418V左右，高电压状态是往上接近IGBT使用电压的极限。由于两个方向的考虑，比拼下一代电池的续航和充电速度两个特性，想要达到比较好的结果，电压就是需要往上调。

现在的问题主要有两个：

1）SiC可靠供应问题：这个活不是那么容易做的，特别是在高性能汽车里面，怎么弄都是很恶劣的工况，前段时间某企业用SiC在车载充电机里面，弄不好可能用一年就会批量出问题，这不是开玩笑的事情。

2）SiC的价格问题：虽然大家都做高端跑点量没问题，但是架不住现在的趋势大家都要去抢高端抢供应，从价格预测来看是产能供给上去了，有很大的降价空间，但是需求也是爆发式的。

小结：我觉得现在BEV应用最后落到实处，就是电池和功率模块两个核心供应瓶颈点，在这个链条再往上都涉及到材料，趋势是这样的，怎么保证资源和技术的获取又是个故事了。

图｜网络及相关截图

作者简介：朱玉龙，资深电动汽车三电系统和汽车电子工程师，著有《汽车电子硬件设计》。

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