油电最后一搏,800V超充成解决电车焦虑杀手锏
快充功能正日渐成为新能源中高端车型的标配,快充技术也正成为动力电池制造商新一轮的竞争焦点。2023年800V的战争正式拉响,已落地的产品中,埃安、小鹏、智己、合创先人一步,同时华为、极氪、理想、蔚来,甚至宝马、奔驰、现代、起亚、保时捷等国内外品牌也纷纷发布了800V平台产品或者目标规划。一时间无800V就意味技术落后成为了电车发展的新风向。
现在市面上大部分先进纯电动汽车搭载的电池均来自400V电压平台,在250A电流下30分钟就能实现30%-80%的补能,虽然充电的速度并不慢,但时间是800V快充时间的两倍或以上,这个充电速度在节假日等出行高峰期不够用。
800V快充平台技术各家也有发展差异,但从充电效率上看,速度快是共同特点,搭载800V快充技术的纯电动车普遍宣称可实现充电5分钟可增加续航200km,充电15分钟增加500km。这个充电速度对于着急用车的车主来说非常友好,充电效率的提高更可有效提升充电桩的利用率。
800V超充成快补能稻草
11月新能源汽车的渗透率已经超过40%,但续航低、充电慢一直都是困扰新能源汽车车主和车企的难题。大部分新能源汽车实际续航里程低于600公里,普遍低于燃油车的续航里程,较难满足城际间长里程行驶需求。同时现有的充电技术需要消费者等待?40?分钟甚至更久才可充满,而燃油车的加油过程仅需要?5?分钟,对比之下补能效率更低。续航里程和充电速度是两大短板,制约新能源汽车对燃油车的替代。车企的解决方案包括:提升带电量、提高补能效率。
提升电量能够缓解续航问题,但边际效益递减。HEV、PHEV、EREV?车型通过燃油的方式提高续航水平,纯电车型可通过增加电池带电量实现高续航目的,但电池是新能源车价值量最高的部件,带电量提升会导致边际成本和整车重量增加,购车成本与整车功耗也将随之增加。
在充电端以蔚来为代表的换电模式,以特斯拉为代表的高电流模式,以及以传统高端OEM车型为代表的800V整车电压平台模式,成为最主流的三个充电竞争路线。其中800V高压超快充被业内普遍认为是理想的技术路径和解决方案。
800V整车电压平台优点很多,它们能够以较低的电流提供相同数量同等的功率,通过将电压加倍并具有相同的电流,可以提供两倍的能量输入车辆。而且主要好处是相同尺寸电池的充电时间快了大约50%。
如果充电时间足够快,电动汽车就不需要1,000公里的续航里程。因此动力电池可以做得更小,整体重量减轻,从而提高效率。同时由于更高的电压以及更少的电流,因此可以将电缆和电线做得更小更轻,从而减少昂贵且笨重的铜的消耗。而且由于损失的能量也更少,这意味着更好的续航里程和更好的运动性能,也就不需要更复杂的热管理系统来确保电池在最佳温度下工作。当与新兴的碳化硅Sic芯片配合使用时,800V平台系统可以将动力总成效率提高至少5%。
一辆搭载100kWh电量的电动汽车在当前的400V电压、250A电流下,充电从30%到80%需要30分钟,而如果电压提升至800V,15分钟就能实现电池充满,达到4C的效率,基本满足现阶段消费者的快充需求。
保时捷Taycan是首款800V高压平台的量产车型,已将最大充电功率提升至350KW,可以在大约23分钟内,把动力电池从5%充至80%,相当于300公里的续航能力。同等功率下,当电压从400V提升到800V后,工作电流将降低一半,进而线束体积、功率损耗均有下降。
2023年也是越来越多新车型应用了800V技术,小鹏G6搭载的800V高压平台,仅需1分钟即可为车辆增加5%的续航里程。广汽埃安旗下高端车型昊铂GT以其800V高压技术实现15分钟快充450公里续航。
高压快充成为越来越多国内外主流车企深度布局电动化的路线选择,推动车规级碳化硅站上新风口,为缓解里程焦虑带来了突破性的解决方案。整车选择高压架构是实现超级快充的必经之路,800V左右的高压在当前可支撑实现2倍率充电快充。
高压超充普及无法一蹴而就
全球已推出或确定推出800V系统的汽车品牌多达20多家。众多车企都在抓紧布局,剑指电动车最后一个痛点,行业超级快充趋势已经确立。
未来应用800V高压架构的车型还会有更多,预计2025年国内搭载800V高压架构的新能源汽车为99.9万辆,全球搭载800V高压架构的新能源汽车预计达215.3万辆,届时800V行业市场规模有望达到324亿元;2030年这一数字或将摸高至878亿元。
巨大的市场空间背后,800V高压超快充的规模化应用也存在一些争议和挑战,不解决就会成累赘。由于高压充电技术需要使用更高的电压,如何保证充电过程中的安全性成为了一个必须解决的问题。其次是成本问题,800V高压充电技术的成本相较于传统的低压充电技术仍然较高,这也限制了其在市场上的普及。最后是电网容量问题。使用高压充电技术需要更大的充电功率,并且需要与电网充分配合,但是目前电网容量普遍不足,在高峰期充电需求过大时可能会导致电网负荷过大,对电网造成不利影响。
800V的电池需要更小的电芯,电池成本也会更高。这个成本问题如何去解决,业内还没能给出答案,目前还没有哪家公司能够将800V的成本降低到和现在400V接近或略高的水平。
所以车端800V平台要发挥出其效用,仍有待相关产业链、新能源汽车生态的进一步发展,而充电站和储能的结合或成为趋势性最优解。现在小鹏新一代800V超充站就配备储能技术,以使得车辆超充与电网容量解耦,其单个充电站储存的电量,最多可以支持30辆车充电;广汽埃安在超充站中采用了光伏发电+智慧储能的组合;特拉斯的部分超充站亦配备了太阳能电池板顶棚和特斯拉电池储能设备Powerwall。
要想实现快充平台的普及,电池匹配、快充网络等产业链上下游的跟进都是必要的,即将到来的2024年应该还会有更多车企通过整个上下游产业链资源,给新能源车用户带来更便利的用车体验。
百姓评车
电动车想要实现更快的充电速度、更长的续航、以及更低的成本,的确需要采用高压平台,800V是目前比较理想的方案。800V的潜力很大,高效充电也会是未来的大方向,未来随着950V充电桩的普及,800V会成为大部分电动车的标配,这需要企业去大量投入,也需要相关产业链积极升级,电力容量问题就需要尽快解决,不然面对一个不断壮大的汽车用电市场,基建设施跟不上,也会减缓电动车市场的扩张脚步。
现在众多自主品牌已经开展对于800V等一系列新技术的研究,通过不断丰富技术积累,从2024年开始应该会突破一个又一个新能源时代的充电难题。一旦把超快充覆盖到全国多数角落,油车或将进入最后一搏,因为困扰电动车续航、充电的焦虑被彻底消灭了。为了满足日后的800V充电站规模化普及,电网只能进行大范围的升级和优化,但基础设施的建设并非一蹴而就,整个过程无疑是漫长的,它也注定了800V超充的规模化应用可能并不会在短时间内迎来井喷式发展。
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