歐美車企正在意識(shí)到800V平臺(tái)架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。根據(jù)外媒AUTONEWS報(bào)道，彼得·西格爾的一篇文章指出，汽車制造商和供應(yīng)商（想當(dāng)然地把中國(guó)車企排除在外）一致認(rèn)為，快速充電的800V平臺(tái)架構(gòu)具有優(yōu)勢(shì)。

不過(guò)問(wèn)題是，技術(shù)什么時(shí)候普及。

雖說(shuō)電動(dòng)車份額目前僅占全球市場(chǎng)的十分之一左右，但汽車制造商和供應(yīng)商正在為下一代組件做準(zhǔn)備，包括固態(tài)電池、電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。

現(xiàn)在，800V電氣系統(tǒng)有望將充電時(shí)間縮短一半，大幅減小電池尺寸和成本，并增加動(dòng)力傳輸系統(tǒng)效率。

到目前為止，市面上只有少數(shù)新車使用800V平臺(tái)系統(tǒng)，大部分都是標(biāo)準(zhǔn)的400V技術(shù)。

這些車型包括：保時(shí)捷Taycan、 奧迪e-tron GT、現(xiàn)代Ioniq 5和起亞 EV6。Lucid Air豪華轎車采用 900V架構(gòu)，但專家們稱它在技術(shù)上還是800V系統(tǒng)。

這里要說(shuō)明一點(diǎn)，2021年，國(guó)內(nèi)車企早就掀起了一輪800V平臺(tái)車型的發(fā)布熱潮。比亞迪、吉利、極狐、現(xiàn)代、廣汽、小鵬等都陸續(xù)發(fā)布了搭載800V平臺(tái)的車型，其中極氪汽車、小鵬、比亞迪等都將800V平臺(tái)車型的量產(chǎn)定在了2022年。2022年，可以說(shuō)是“800V元年”。

有零部件供應(yīng)商表示，到2030年左右，800V平臺(tái)架構(gòu)將成為主導(dǎo)技術(shù)，尤其是隨著現(xiàn)代 E-GMP和大眾汽車集團(tuán) PPE（后面統(tǒng)一成SSP平臺(tái)）等越來(lái)越多的專用純電動(dòng)平臺(tái)出現(xiàn)。

“到2025年，進(jìn)入市場(chǎng)的大部分應(yīng)用將是800V，”GKN電動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)部門總裁Dirk Kesselgruber如此表示，而GKN是采用該技術(shù)的幾家Tier1之一。

GKN正在為客戶提供 800V組件，例如電動(dòng)車橋e-axles，并計(jì)劃在2025年開(kāi)始批量生產(chǎn)，“我們認(rèn)為它將成為主流，現(xiàn)代汽車已經(jīng)證明它在價(jià)格上具有競(jìng)爭(zhēng)力。”而其他的供應(yīng)商也響應(yīng)了他的熱情。

“800V是BEV發(fā)展中合乎邏輯的下一步，”緯湃科技（Vitesco Technologies）創(chuàng)新電力電子部門負(fù)責(zé)人Alexander Reich對(duì)媒體表示。

緯湃科技已獲得800V組件的大合同，包括為現(xiàn)代的E-GMP平臺(tái)提供EMR4逆變器、為北美主要汽車制造商福特提供逆變器以及為中國(guó)的電動(dòng)車制造商提供電動(dòng)機(jī)等。

2022年1月，緯湃科技宣布已與福特汽車（當(dāng)時(shí)沒(méi)說(shuō)名字）簽署協(xié)議，從2025年開(kāi)始供應(yīng)800V SiC逆變器。這筆交易價(jià)值10億歐元（10.8億美元）。

緯湃科技的電氣化技術(shù)業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)人Thomas Stierle說(shuō)：“最新的訂單清楚地證明了這一點(diǎn)，汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣化發(fā)展比以往任何時(shí)候都快。”

而博格華納也已贏得多個(gè)800V訂單，其中包括為一家沒(méi)透露名字的中國(guó)豪華品牌提供的集成電驅(qū)動(dòng)模塊訂單。

博格華納首席技術(shù)官 Harry Husted 通過(guò)電子郵件表示：“800V行業(yè)的增長(zhǎng)速度超過(guò)了幾年前的預(yù)期，我們感受到了客戶的濃厚興趣?！?/p>

為什么改變？

與現(xiàn)有的400V平臺(tái)系統(tǒng)相比，800V系統(tǒng)有何優(yōu)勢(shì)？

緯湃的專家Reich說(shuō)，優(yōu)點(diǎn)很多，首先是它們可以以較低的電流提供相同數(shù)量同等的功率，“通過(guò)將電壓加倍并具有相同的電流，可以提供兩倍的能量輸入車輛。”而且，主要好處是相同尺寸電池的充電時(shí)間快了大約 50%。

如果充電時(shí)間足夠快，“電動(dòng)汽車就不需要1,000公里的續(xù)航里程?！?因此，動(dòng)力電池可以做得更小，整體重量減輕，從而提高效率。

同時(shí)，由于更高的電壓以及更少的電流，因此可以將電纜和電線做得更小更輕，從而減少昂貴且笨重的銅的消耗。

而且，由于損失的能量也更少，這意味著更好的續(xù)航里程和更好的運(yùn)動(dòng)性能，也就不需要更復(fù)雜的熱管理系統(tǒng)來(lái)確保電池在最佳溫度下工作。

當(dāng)與新興的碳化硅SiC芯片配合使用時(shí)，800V平臺(tái)系統(tǒng)可以將動(dòng)力總成效率提高至少5%。

有供應(yīng)商表示，由于新的碳化硅SiC芯片純硅的用量較少，會(huì)降低成本，并且可以為汽車行業(yè)提供更多芯片。畢竟，其他行業(yè)傾向于使用全硅芯片，與汽車制造商爭(zhēng)奪晶圓廠的產(chǎn)能。

GKN的Kesselgruber說(shuō)：“把所有東西放在一起，800V就真的很重要?！钡?，對(duì)于大多數(shù)基于400V系統(tǒng)的現(xiàn)有充電站，800V架構(gòu)的車型需要基于800V的充電設(shè)施才能充分利用。

“大部分現(xiàn)有的直流快充基礎(chǔ)設(shè)施都是為400V汽車服務(wù)的，”博格華納的Husted說(shuō)，“為了實(shí)現(xiàn) 800V的更快充電，將需要最新一代的高壓、大功率直流快速充電器。”

但迄今為止，歐洲高速公路的公共充電網(wǎng)絡(luò)是有限的。“加油必須像在加油站加油一樣快，” Husted說(shuō)，“這是800V充電才能做到的?！?/p>

而歐洲正在見(jiàn)證此類網(wǎng)絡(luò)的興起。比如，Ionity是一家得到了寶馬、戴姆勒、福特、現(xiàn)代和大眾集團(tuán)支持的公司，擁有多個(gè)800V、350kW的高速公路充電站。而在350kW的充電樁上充電5~7分鐘可續(xù)航100公里，與喝杯咖啡的時(shí)間差不多。

采埃孚電氣化動(dòng)力總成技術(shù)高級(jí)副總裁Otmar Scharrer指出，“這真的是在改變游戲規(guī)則，這將推動(dòng)人們接受電動(dòng)汽車?！?/p>

 部分車企800V平臺(tái)情況

根據(jù)保時(shí)捷最近的一份報(bào)告，在一個(gè)典型的50千瓦、400V的充電站，增加250英里續(xù)航里程大約需要充電80分鐘。

在100kW下，降至40分鐘。保時(shí)捷表示，如果充電插頭能夠被冷卻（增加成本、重量和系統(tǒng)的復(fù)雜性），這個(gè)時(shí)間可能會(huì)縮短到30分鐘。

而800V充電時(shí)，充電時(shí)間將降至15分鐘左右。因此，“為了縮短充電時(shí)間，轉(zhuǎn)向更高電壓是不可避免的。”再考慮到支付時(shí)間，“因此‘充電就像加油’的目標(biāo)已經(jīng)觸手可及?！?/p>

保時(shí)捷的同門“兄弟”奧迪則表示，A6 Avant e-tron概念車基于與Taycan相同的PPE架構(gòu)，在800V快充站只需10分鐘即可行駛約186英里。

更小的電池

我們可以設(shè)想，如果行業(yè)普及采用800V系統(tǒng)，那就不再需要更大的電池來(lái)消除“里程焦慮”，這是不是意味著汽車制造商可以選擇使用更小的電池組呢？

采埃孚的Scharrer表示，由于電動(dòng)車的成本仍無(wú)法與燃油車相提并論，因此從哲學(xué)和商業(yè)角度來(lái)看，更小的電池可能是更好的選擇。他說(shuō)，為現(xiàn)代Ioniq 5等主流緊湊型汽車配備非常大的電池“毫無(wú)意義”。

在Scharrer看來(lái)，這種車輛的理想電池容量為55kWh，與現(xiàn)代提供的較小的58kWh選擇一致，也就是把5~80%的充電時(shí)間下降到10分鐘。

車輛和充電設(shè)施中的800V組件以及改進(jìn)的芯片相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！斑@是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)，但已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中試驗(yàn)了。” 

“我們必須捫心自問(wèn)，使用我們從地球上挖出的大量珍稀材料（如鋰或鈷）是否有意義，這些材料重量很重，而且成本很高，只是為了（車主們）每個(gè)季度一兩次長(zhǎng)途旅行，”Scharrer說(shuō)。

還有一個(gè)值得一問(wèn)的是，為什么幾乎所有電動(dòng)汽車仍然基于400V系統(tǒng)，包括市場(chǎng)引領(lǐng)者特斯拉和大眾的系統(tǒng)。Scharrer 和其他（歐洲）專家認(rèn)為，答案部分在于便利和慣例。

歐洲典型的房屋使用380V三相交流電，因此當(dāng)汽車制造商開(kāi)始推出插混車型和純電動(dòng)出行時(shí)，充電基礎(chǔ)設(shè)施就已經(jīng)存在。

第一波電動(dòng)汽車是建立在為插混車型開(kāi)發(fā)的組件之上的，這些組件基于400V。同時(shí)，因?yàn)槭侵袊?guó)引領(lǐng)的新能源浪潮，歐洲的車企和供應(yīng)商們完全沒(méi)有反應(yīng)過(guò)來(lái)。

奧迪e-tron GT是少數(shù)使用800V系統(tǒng)的新車之一，但GKN的Kesselgruber認(rèn)為保時(shí)捷是800V系統(tǒng)的先驅(qū)，它專注于性能而不是實(shí)用性，“保時(shí)捷讓自己重新思考我們從過(guò)去傳承的東西：它真的是最優(yōu)的，還是我們可以從頭開(kāi)始設(shè)計(jì)？”他說(shuō)，“這就是成為高性能汽車制造商的美妙之處?！?/p>

而供應(yīng)商們表示樂(lè)觀，認(rèn)為更多800V純電動(dòng)車上市只是時(shí)間問(wèn)題。800V幾乎沒(méi)有技術(shù)挑戰(zhàn)，但需要開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證組件。成本才是問(wèn)題，但規(guī)模、更小電池的前景和更少的銅使用會(huì)帶來(lái)成本的利益。

沃爾沃、極星Polestar、Stellantis和通用汽車都表示，未來(lái)的車型將使用800V技術(shù)。而大眾集團(tuán)正計(jì)劃在PPE平臺(tái)上推出一系列車輛，包括新款Macan和基于新款A(yù)6 Avant e-tron概念的旅行車。

歐美的車企們?cè)诨I劃，而國(guó)內(nèi)汽車制造商已宣布將轉(zhuǎn)向800V架構(gòu)，包括小鵬、蔚來(lái)、理想汽車和比亞迪，以及吉利旗下的路特斯，路特斯剛剛展示了即將推出的Eletre SUV。

絕配：SiC逆變器

實(shí)際上，除了800V技術(shù)，與其兼容的SiC逆變器也是定義下一代汽車應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。

逆變器是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分。簡(jiǎn)而言之，它的作用是將動(dòng)力電池提供的直流電（DC）轉(zhuǎn)換為用于車輛牽引電機(jī)的交流電（AC），再轉(zhuǎn)換為直流電以啟用再生制動(dòng)，最后在踩下油門時(shí)控制電機(jī)速度。

可以說(shuō)，沒(méi)有逆變器的汽車“寸步難行”。那么，逆變器發(fā)揮如此重要的作用，圍繞逆變器技術(shù)的創(chuàng)新，在許多利益相關(guān)者的議程中占據(jù)重要位置也就不足為奇了。所以，掌握下一代逆變器技術(shù)，會(huì)是非常有利可圖的業(yè)務(wù)。

兼容800V的逆變器的應(yīng)用，一個(gè)例子是前面所講的現(xiàn)代Ioniq 5?，F(xiàn)代曾于2020年12月宣布，將為即將推出的EV系列過(guò)渡到兼容800V的模塊化架構(gòu)，到2025年將發(fā)布23款車型。

Ioniq 5是該系列中的第一款，一個(gè)關(guān)鍵賣點(diǎn)就是充電速度。通過(guò)200kW超快充技術(shù)，Ioniq 5可以在不到18分鐘的時(shí)間內(nèi)從10%充到80%，增加大約200英里的續(xù)航里程。這種潛力，令許多參與者爭(zhēng)相生產(chǎn)功能更強(qiáng)大的逆變器。

就在3月，邁凱輪應(yīng)用（McLaren Applied）首次展示了其即將推出的800V逆變器。邁凱輪應(yīng)用聲稱，其第5代逆變器平臺(tái)“正朝著量產(chǎn)的方向發(fā)展”，并將提供“一流的效率和功率密度”，這得益于公司通過(guò)一級(jí)方程式比賽努力實(shí)現(xiàn)的加速開(kāi)發(fā)。

同時(shí)，碳化硅SiC的使用還允許“使用更快、更高效、更輕便的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)”。

通過(guò)利用碳化硅SiC，邁凱輪的逆變器可以比傳統(tǒng)逆變器更高效地切換電源，同時(shí)產(chǎn)生更少的熱量，從而允許客戶使用更小的冷卻系統(tǒng)并通過(guò)擴(kuò)展來(lái)減輕重量和降低成本。電池尺寸也可以通過(guò)相同的邏輯來(lái)減小。

“在整個(gè)行業(yè)中，我們看到了技術(shù)的快速進(jìn)步，” 邁凱輪應(yīng)用的非執(zhí)行主席尼克弗萊說(shuō)，“如果OEM (指車企)想要保持競(jìng)爭(zhēng)力并提供具有更高續(xù)航里程、更快充電時(shí)間和更好加速的車輛，他們必須過(guò)渡到800V SiC架構(gòu)?！?/p>

實(shí)際上，邁凱輪并不是唯一看到800V SiC逆變器巨大潛力的玩家。例如，蔚來(lái)汽車于2021年6月宣布，為ET7車型生產(chǎn)的SiC材質(zhì)的第二代電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的C樣件（批量樣件hard tooling，用于工藝和生產(chǎn)試驗(yàn)驗(yàn)證）已經(jīng)下線。

市場(chǎng)發(fā)展速度激發(fā)了人們對(duì)縮短逆變器開(kāi)發(fā)時(shí)間解決方案的興趣。例如，在最近的 Mobex網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上，瑞薩電子詳細(xì)介紹了它如何提供系統(tǒng)級(jí)功能安全支持，以幫助其客戶在生產(chǎn)逆變器產(chǎn)品的同時(shí)縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。

以減少開(kāi)發(fā)時(shí)間為主題，Drive System Design（驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)公司DSD，英國(guó)公司）也相信它為這個(gè)不斷增長(zhǎng)的細(xì)分市場(chǎng)提供了有用的解決方案。

它開(kāi)發(fā)了所謂的“開(kāi)放平臺(tái)逆變器”（OPI），這是一種“高度可定制的逆變器硬件，搭配靈活、模塊化且易于配置的即插即用軟件”。

至于整個(gè)逆變器市場(chǎng)，業(yè)內(nèi)的共識(shí)是向SiC逆變器的轉(zhuǎn)變正在迅速到來(lái)。在降低重量和成本的同時(shí)提高充電和熱效率，以及提升功率的潛力，意味著它為Tier1們提供了一系列有吸引力的優(yōu)勢(shì)。

預(yù)計(jì)碳化硅技術(shù)將加速?gòu)腡aycan等超跑車型過(guò)渡到大眾市場(chǎng)車型。

注：本文部分編譯自《AUTONEWS》。

返回第一電動(dòng)網(wǎng)首頁(yè) >