從400V到800V，最近車企都在大力發(fā)展800V架構的整車，預計到2022年小鵬G9、比亞迪將率先量產(chǎn)，蔚來、理想、長城、北汽、廣汽等車企將在2023年落地。曾經(jīng)的一句“充電5分鐘，續(xù)航200公里”已不再是遙遠的夢想。
為何電動車要升級到800V架構呢？升級會帶來哪些變化和產(chǎn)業(yè)價值呢？
在電動車出現(xiàn)以前，汽車中的電壓都是非常低的�；仡櫲加推嚨陌l(fā)展歷史來看，自1912年起至今的一百多年間，燃油車的功率僅從6V上升到了48V，
然而電動汽車的出現(xiàn)徹底顛覆了汽車對功率的訴求。隨著電動汽車的面世，當前主流車型的功率集中在250V到450V之間，其中最主要的原因來自汽車的動力系統(tǒng)（心臟）所發(fā)生的根本性改變。從燃油驅(qū)動到電池驅(qū)動的轉(zhuǎn)變，雖然降低了排放污染，但是續(xù)航里程卻成為了電動汽車的痛點。
為了解決電動汽車續(xù)航時間短、提高補能效率的問題，主流車廠提出了兩種解決方案：換電和大功率快充。換電的方案的代表企業(yè)是蔚來，目前已經(jīng)可以提高到5分鐘/車換電池，但是問題在于每個車企電池規(guī)格可能不同，未來換電的普適性難度很大，不利于大范圍推廣。而800V架構就是針對大功率快充所設計的汽車補能方案。
目前市面上大部分的新能源汽的續(xù)航里程都低于600公里，難以滿足長距離的開車需求。根據(jù)特斯拉V3的充電樁數(shù)據(jù)顯示，在400V電壓下，充電效率為15分鐘續(xù)航250km,在現(xiàn)有的充電技術水平下，用戶至少需要等待半小時以上時間才能給車充滿電量，而這對比燃油車的加油體驗可太差了。但在800V的電壓下，電動汽車基本上可實現(xiàn)5分鐘續(xù)航200公里，12分鐘充電80%，極大的提高了汽車的充電速度，為車主們緩解了充電的等待焦慮。
在前文中見智研究提到過為了給電動汽車補能，更多的廠商選擇了快充的方案。其實，快充也分兩種，一種是大電流快充，另一種是高電壓快充，代表型分別是特斯拉和保時捷。兩種方案的設計難點也是不同的。對于特斯拉的超級快充方案，對應600A電流，400V電壓，可實現(xiàn)250KW充電功率，最需要解決的是熱管理的問題。
保時捷800V方案下，電流為350A，可實現(xiàn)充電功率300KW，對于高電壓系統(tǒng)而言，看起來只是升高了整車的電壓，然而從電動車的高壓架構以及應用來看是牽一發(fā)而動全身的工程。
隨著電壓升高后，意味著電動汽車的“心臟”三電系統(tǒng)（電池、電驅(qū)、電控）要能夠在800V下安全工作。
拆分動力電池系統(tǒng)來看，一般包含電芯、電池組、電池管理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、高低壓線束、保護外殼等其他結(jié)構件。對于鋰電池來說，過高的充電電壓以及電流都會導致電池的穩(wěn)定性降低，容易引發(fā)著火、爆炸等問題。
因此，想要在高壓下實現(xiàn)電池的安全壽命，需要在材料以及可高控制精度的電池管理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等方面實現(xiàn)技術突破。另外，值得注意的是電池周邊原本采用的線束也需要由低壓替換為高壓規(guī)格。
對于電驅(qū)系統(tǒng)來說，主要包括傳動機構（齒軸系統(tǒng)、換擋系統(tǒng)、殼體）、電機以及逆變器。相比較成本占比最大的電池來說，電機的效率和性能則是關注點，目前主流的電機驅(qū)動包括直流、永磁以及感應電機。從控制難度、成本、轉(zhuǎn)速以及可靠性等指標綜合來看，永磁電機是綜合各方面來看較優(yōu)的選擇。
另外，值得關注的是原本在400V架構下電動汽車采用的是IGBT材料的逆變器，而在800V架構下，IGBT的穩(wěn)定性就會產(chǎn)生新的問題，目前可選用的材料只有SiC基功率半導體，器件能耗損失要顯著低于IGBT，此外還可以為電驅(qū)系統(tǒng)提高2%-3%的效率。對于Si-IGBT來說，耐壓值只能達到650V，因此SiC將成為高壓電動車架構下最受益的元器件，但是SiC基的高成本一直是無法快速推廣的重要原因之一。
對于電控系統(tǒng)來說，電動車與燃油車的整車控制器差別并不大，產(chǎn)品成熟度也比較高。值得關注的是薄膜電容，用于電機控制器和車載充電機上，一個功率半導體就需要匹配一個薄膜電容，另外在充電樁上也需要配套使用。在800V架構下，薄膜電容ASP的用量將會提升20%，也將會成為高壓平臺趨勢下受益的元器件。
1、800V快充對現(xiàn)有電池的穩(wěn)定性、電源管理系統(tǒng)以及電池材料電導率會進行優(yōu)化。
2、在400V電壓平臺上所用到的逆變器采用的是IGBT，而800V上需要用SiC基功率半導體，但是目前SiC的高昂成本延緩了推廣進度。
3、在400V下應用的元器件都需要重新進行設計或替換，用以匹配高電壓平臺。薄膜電容ASP的用量將會提升20%。
此外，還有其他零部件如車載充電機（OBC）、直流變壓器（DCDC）以及空調(diào)壓縮機也會針對高壓架構進行升級和改造，將會放在下一篇繼續(xù)分析。
