800V快充的案例
如何看待國內2021年陸續發布的800V快充？
今年儲能行業的特點之一，是國內的企業開始宣布發展快充技術和相應的內容，尤其是這次小鵬的1024，在能源補給端，把快充作為一個主要切入口。如果把8月份同在廣州的埃安快充信息放在一起，有很多相似的地方。只不過現在倒過來了，大部分都更愿意相信小鵬而不是埃安。
▲ 圖1.小鵬在1024發布的車端、樁端和站端面向快充的考慮
國內發展快充的情況
▲圖2.2021年國內主要汽車企業快充技術的進展
如果我們把所有的次序理一下，大概能得到上面這個圖。
從整體上來看，目前的進展分為兩個階段：
第一階段 「 上海車展 」
在上海車展上，比亞迪宣布的E3.0、極氪SEA上宣布的800V系統，這兩個從后續追蹤來看，更多是宣傳為主。
后面海豚出來是偏向實用性，兼具1000公里和5分鐘快充150km的方案，我們要等到明年才能看到；極氪宣傳800V，實際交付400V的產品，確實有點高開低走，不過可以理解：Volvo、極星都是用800V來做高端，可以看作是把2022年的產品強制提前到2021年去宣傳；極狐的話，是大家關注焦點集中在華為的自動駕駛系統上了，800V快充如果沒有大規模宣貫和充電網絡配合，單從車端來宣傳沒有用。
備注：我想插一句，現在智能電動汽車，有點生態建設的味道了，單純一個技術點已經很難出位并且獲得大規模的關注，800V快充一定是要配套自己的充電網絡建設。
我理解比亞迪這個1000公里和5分鐘快充的方案會到新高端品牌上去實現，所有這個技術可能會和后續的品牌發布結合。
展開 上海車展：800V大功率快充已成定局！
華為余承東先生在發布會上說：目前新能源汽車的TOP7問題全部是關于電池和充電，的確電動汽車的續航和充電問題也一直是每個車企最為關注的領域，都在想辦法提升客戶的用車體驗，比如蔚來汽車的換電服務，特斯拉的V3超級快充。
近兩年換電技術似乎又熱了起來，2013年特斯拉嘗試換電，但最終還是放棄了換電，轉而發展超級充電技術。
2019年特斯拉推出V3 超級充電樁，是一種運用了全新架構的超充方式。可支持高達 250kW 的峰值充電功率。充電 15 分鐘最高可補充約 250 公里的續航電量。
關于換電和充電，近兩年大家有很多爭論，而且一部分企業也一直在研究相關產業的產品是否要布局，我個人比較認同特斯拉陶林女士的回答。
視頻為特斯拉V3超級快充和奧迪E-TRON的對比。
視頻為特斯拉V3超級快充和奧迪E-TRON的對比。
2019年底一豪華純電品牌推出了其電動車型，將高壓電氣電壓平臺直接由傳統400V提升到了800V，第一款800V高電壓電氣架構橫空出世，他就是保時捷的Taycan。
800V的電氣架構，除了充電快還有以下優點：
1、永磁同步電機在工作時會產生大量的熱量，當溫度超過180℃出現退磁現象。將電壓平臺提高，相同功率下電流減小，電阻不變情況下，發熱量減小，目前純電動汽車電壓平臺多位400V，以此算來800V電氣架構電機的發熱量為400V情況下的1/4，大大降低了電機的發熱量。
2、電壓平臺升高，高壓線束的線徑變小。
展開 Ioniq 5所開啟的800V快充電池競爭
如下圖所示，這個BDU能看到：
輸出的高壓連接器一對正負極
往前端輸送高壓連接的一對正負極
連接電池直接電壓端的正負極
輔助功率端的小電流高壓連接
備注：這個車由于要設計400V升800V的設計，快充接觸器全部給集成到了電驅系統里面，所以這里的PDU拆成了兩部分，電池系統干一部分，電驅系統干一部分
圖4 配電盒PDU要不要？
在這個電池包里面，沒設計PDU，所以需要把BDU的前輸出通過高壓圓線輸出拉到前端（為了把這個圓線很好地固定住，還做了支撐的發泡棉），由于800V電壓比較難搞，這里采用了中間配置熔絲的設計（800V可能都需要Pyrofuse來切斷）。
圖5 800V Pack里面的熔絲盒前輸出
二、BMS和CMU
在這個里面，和大眾的做法一樣——800V對設計BMS的最大挑戰，是能不能做成集中式的，也就是說目前EMP里面的192串的采集通道，是否能集中在一起做處理？從現有的800V設計方案中：
Taycan走的是完全分布式，盡量在模組內完成采樣
EMP走的是半分布式，韓國人在設計中一貫把溫度采集和電壓采集分別用線纜分開后連接到中間的分布式采集CMU上
如下圖所示，在這個包里面，走得最不好看的就是這些電壓線纜和溫度線纜，從各個模組里面連接出來然后匯總到中間的分布式CMU上。
圖6 模組采樣分電壓和溫度兩個線纜
我估計后面PPE平臺的CMU布置大概也是類似的，要把800V的CMU全部做在一起難度有點大。
展開 IONIQ 5 800V快充和能量的平衡
圖4 現代的E-GMP平臺的上量
也就是說，在電池方面現代起亞確實定的企業策略就是多元化（這個短期內和LG是不太搭的），現代起亞第一輪IONIQ5的電池都給SK，后續Genesis EV分給CATL和SK，兩家特別是CATL需要以快充小電池的方案來競標。 備注：這個電量規格，有點和Tesla相似，但是電池的容量幾乎少一半，也就是要做小規格的電芯來滿足800V的需求
圖5 現代在電氣化方面的做法
在快充設施的策略上，能看明白現代為啥這么積極投資和靠攏IONITY，根本是比大眾集團在使用量上還要快，在美國和EA合作，在韓國采用高速公路自建的模式。
小結：仔細看現代起亞的電動汽車投資，還是比較堅決的，可能到6月以后來評估800V廣泛使用之后可能更好一些
展開 
電動汽車的800V高壓平臺技術
800V趨勢下快充電池的需求將會加速。
在400V電壓平臺下，當前 E/E 電氣架構下較難突破500A ，即200kW 以上的快充。但升級到800V電壓之后200kW快充電流可減少一半至250A ， 800V電壓平臺有望使快充功率突破至350kW 。同時，根據 Future eDrive- - Technologies 的測算， 在800V平臺下100kwh 的電池有望減重達25kg ， 減重的效果較為明顯。
我們認為在800V電壓平臺應用的趨勢下，快充將會成為純電動車重要的功能，從400V轉向800V可以通過更多的電池串聯在一起解決電壓提升問題，但更重要的是電池能夠承受大功率充電（2.2C 以上）的同時保持較長的壽命，以及大功率充電下的散熱問題，這都有較大的挑戰。
車載電源行業或充分受益于新增的DC/DC升壓產品及 SiC 的應用。
因為動力電池電壓平臺已經升級到800V ，當前的OBC 、 DC/DC 及 PDU 等電源產品都需要從400V等級提升至符合 800V 電壓平臺的應用， SiC 器件由于其優異的特性也將開始大規模的應用。
展開 電動汽車為甚么要上800V
在這些子系統部件提升耐壓等級從400V平臺升至800V平臺后，其所采用的元器件及材料如：線纜、連接器、繼電器、保險絲、電容、電阻、電感及功率半導體等耐壓等級需提升至800V及以上。為了保證產品的質量，在應用初期設計時將有可能需要更高的耐壓等級的部件來滿足絕緣安全冗余度的要求。
800V趨勢下快充電池的需求將會加速。
在400V電壓平臺下，當前 E/E 電氣架構下較難突破500A ，即200kW 以上的快充。但升級到800V電壓之后200kW快充電流可減少一半至250A ， 800V電壓平臺有望使快充功率突破至350kW 。同時，根據 Future eDrive- - Technologies 的測算， 在800V平臺下100kwh 的電池有望減重達25kg ， 減重的效果較為明顯。
我們認為在800V電壓平臺應用的趨勢下，快充將會成為純電動車重要的功能，從400V轉向800V可以通過更多的電池串聯在一起解決電壓提升問題，但更重要的是電池能夠承受大功率充電（2.2C 以上）的同時保持較長的壽命，以及大功率充電下的散熱問題，這都有較大的挑戰。
車載電源行業或充分受益于新增的DC/DC升壓產品及 SiC 的應用。
因為動力電池電壓平臺已經升級到800V ，當前的OBC 、 DC/DC 及 PDU 等電源產品都需要從400V等級提升至符合 800V 電壓平臺的應用， SiC 器件由于其優異的特性也將開始大規模的應用。除此之外，直流快充樁原本輸出電壓等級為400V，可直接給動力電池充電， 但動力電池為800V 后其電壓
不再能夠繼續充電，因此需要一個額外的升壓產品使400V電壓能夠上升到 800V ，進而給動力電池進行直流快充。
展開 電動汽車的800V高壓平臺
在功率不變前提下，預計 800V 平臺的推出，續航里程將增加 10%、充電速度將提升一倍以上。當然，實際快充技術的普及需要充電樁功率和電池充電倍率的同步匹配。
800V平臺下，涉及高壓系統部件都需升級
400V與800V 電壓下整車系統架構基本一致，或增電源部件。高壓電氣系統下400V與800V拓撲結構基本一致，沒有太大變化。但若800V電壓平臺的電車能夠使用之前400V的直流快充樁，則需要在車端增加額外的DC/DC轉換器進行升壓，達到800V及以上才能夠對動力電池進行充電。在800V的情況下，整車成本及充電裝置將會更昂貴，800V部件在應用初期更適用于高檔跑車/SUV 等，中低端車型在較長時間內采取400V電壓平臺仍將是較為經濟的選擇。
此外高壓零部件及元器件需更提升耐壓等級，要求明顯提升。
除去可能新增 DC/DC升壓部件之外，在原本的整車高壓電氣架構中直接與高壓系統直接連接的子系統部件如：動力電池系統、動力系統（電機、電機控制器）、電源系統（ DC/DC 、 OBC 、 PDU ）以及車內的空調壓縮機、加熱系統等需要提升部件耐壓等級。在這些子系統部件提升耐壓等級從400V平臺升至800V平臺后，其所采用的元器件及材料如：線纜、連接器、繼電器、保險絲、電容、電阻、電感及功率半導體等耐壓等級需提升至800V及以上。為了保證產品的質量，在應用初期設計時將有可能需要更高的耐壓等級的部件來滿足絕緣安全冗余度的要求。
800V趨勢下快充電池的需求將會加速。
在400V電壓平臺下，當前 E/E 電氣架構下較難突破500A ，即200kW 以上的快充。但升級到800V電壓之后200kW快充電流可減少一半至250A ， 800V電壓平臺有望使快充功率突破至350kW 。
展開 一文搞懂車規級碳化硅模塊
來源：中信證券、馭勢資本研究所
文章大綱
核心觀點
動因：為什么是800V
整車：會戰高端化，800V車樁并舉
零部件與元器件：SiC和負極受益最大，其他部件平滑升級
核心觀點
800V架構是全級別車型實現快充的主流選擇。對于電池端，快充實質上是提升各電芯所在支路的充電電流，而隨著單車 帶電量超100kWh以上的車型持續推出，電芯數量增加，若仍繼續維持400V母線電壓規格，電芯并聯數量增加，導致母 線電流增加，對銅線規格、熱管理帶來巨大挑戰。
因此需要改變電池包內電芯串并聯結構，減少并聯而增加串聯，方能 在提升支路電流的同時維持母線電流在合理水平。由于串聯數量增加，母線端電壓將提升。而100kWh電池包實現4C快 充所要求的母線電壓即為800V左右。為了兼容全級別車型快充功能，800V電氣架構成為實現快充的主流選擇。
整車： 會戰高端化，800V車樁并舉。2019年豪車品牌保時捷推出全球首款800V車型Taycan 。2020年比亞迪漢采用了 800V架構，2021年上海車展發布的e平臺3.0亦搭載800V架構。隨后華為、吉利、廣汽、小鵬、嵐圖等Tier1和整車廠/品 牌推出了車樁兩端的解決方案，以保障快充使用體驗。
我們認為未來兩年高端化是整車廠主戰場，軍備競賽開啟。
展開 Tesla Model S Plaid 的快充充電功率
目前看來，特斯拉真的選擇這條我們認為不理智的路線，一路走到黑了
提高電壓：我們認知中極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約200kW，增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對于所有的用電部件，都是一個系統性的提升。目前現代起亞的做法就是另外一條道路
小結：換電的邏輯目前國內也在推，但是我覺得隨著越來越多的快充技術開始進入實戰路線，換電帶來的好處也被逐步抵消，這條路線花太多時間還不如專攻400V快充和800V快充
800V高壓架構或將成為下一代電動汽車主流平臺
○提高電壓：
由于上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達到的功率大約200kW（特斯拉在400V設計了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統切換成800V就是成為一個選擇。這個對于所有的用電部件，都是一個系統性的提升。里面核心的開關器件還有其他的部分都有了變化。
▲圖2.400V體系下快充的迭代路徑
▲圖3.800V快充的路徑
●高壓快充架構
對于當前的車輛升級來看，很重要的是保持原有的系統不變的情況下，來提升快充的體驗。從400V到800V會有很大的改變，所以短期內圍繞400V來進行功率升級是一個選擇。當電流越大時，要想以相同的電壓水平傳輸功率而不會過熱，所需的電纜橫截面積就越大。
目前主要的高功率設計，目標是200kW，也就是持續5分鐘左右的500A電流，為了匹配這個電流，需要增大車內充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內部接線排的載流能力。
但是從長期來看，要實現5~10min快速充電，打造和加油一樣的充電體驗，需要400kW以上的充電功率，則整車電壓平臺必然要向800V及以上進行演進。而且在充電功率相同的情況下，高壓架構下電池系統散熱更少，熱管理難度低，線束直徑更小，成本也更低。
▲圖4.400V和800V電壓作比較
在這個領域，除了車廠以外，華為是特別積極的，而且以全棧高壓平臺解決方案的形式來做了個800V系統。包括OBC車充電，包括電池管理以及動力總成，車下高壓模塊，今年發布的方案是15分鐘以內的充滿30%-80%，兩年以后會再上市7.5分鐘的解決方案，2025年做到5分鐘。
展開 如何看待奔馳EQXX的下一代電池和驅動系統？
開發800V快充系統（這個電池系統的目標是15分鐘300公里，5分鐘100公里的設計目標），需要使用電池智能電池管理，還是依靠電池殼體集成冷卻板，然后再根據電池的溫度，當溫度升高而打開通風口。
●從下圖3來看：
這個電池包集成了DCDC和高壓快充的接觸器，下一步可能奔馳也會去推送無OBC的方案，否則單獨放個OBC在外面也不經濟，從重量性能來看，把它優化掉也比較合適。
▲圖3.奔馳的新型的電池系統能量密度400Wh/L，202Wh/kg
在這張圖里面，并沒有看到OBC和交流充電的存在，電池系統的One Box（E/E）也比較簡單。
▲圖4.奔馳的EQXX下一代系統的布置情況
▲圖5.奔馳的OneBox EE
想要讓電池到輪子的效率提升到95%，奔馳也采用了SiC技術，這個看來已經成了下一代豪華車的標準配置，也是降低驅動能耗的關鍵；提升到800V以后，電機層面也能把功耗降低，包括熱管理層面的損失。
▲圖6.奔馳下一代SiC驅動系統
▲圖7.太陽能補電成了下一代電動汽車很潮流的設計
Part 2
EQXX的智能化
奔馳推出L3以后，我后面想單獨梳理下這塊的進展。
比較有意思的是，奔馳非常堅決地和英偉達做了座艙和自動駕駛方面的深度合作，圍繞自動駕駛方面，人機界面——特別是這么大的屏幕設計，使得整個設計還是趨于同質化。
展開 
如何看待小鵬超級補能發布會
●2022年：小鵬G9訂單前10名城市集中建設S4超快充站點；
●2023年：探索重點城市、核心高速沿線上用S4場站提供極致補能體驗；
●2025年：通過智能、高效、優質的補能方案，為車主打造常駐地3km能源驛站，到2025年有望再建設2000個小鵬超快充站。
這就演變成一個基礎設施怎么建設的問題了，很能調動用戶的積極性。
▲圖8.小鵬的800V快充基礎設施建設
小鵬 S4 超充樁的改進包括， qiang線重量下降 36%，主要是針對不同用戶群體都可以單手提qiang，即插即充，即觸即停，智能功率分配，任一充電樁都能輸出最大充電功率，這樣能保證充電站的運營效率。 液冷充電qiang，主動實時溫升監控，大功率充電也安全，這個最大的挑戰是安全是否包括電池。
小結：我的理解這是一輪針對800V車輛系統特有的營銷推廣，我很期待中國這種超級快充，不管是廣汽還是小鵬，能把電池真正大規模推向市場，我們拆解看看到底用了啥黑科技，能保證電池在這種工況下，不影響安全，不影響壽命。
展開 如何看待長城的新能源汽車發展和大禹電池？
我最近本應該開開心心在家休息的，但是陰差陽錯提前進入了一輪高強度的工作，和很多朋友 交流了有關4680、高鎳、400V和800V快充、換電、功率半導體和智能汽車發展等諸多話題。
每天和很多人做思維碰撞,對我以后把握汽車領域中短期和中長期整體的投資邏輯很有幫助。
寫長城汽車的新能源，主要是長城存在很多很有意思的地方，從中短期的變革來看，長城在新能源領域是非常實用的打法，我們一起來看一下。
Part 1 從歐拉到沙龍
長城汽車切入新能源汽車，主要是從2B的Iq和黑貓A00級別的小車開始，10月份上險數據為10473臺，從年度來看，車型結構和之前相比出現了很大的更迭。
▲圖1.長城2018-2021年新能源汽車車型結構
從下圖來看，長城新能源汽車的上量很明顯受到了芯片影響的巨大影響，最慘的時候是5月份，把車預售之后后沒辦法交付。隨著芯片采購策略變化，長城目前新能源汽車的車型結構也出現了變化，優先滿足價格更高的好貓，這使得好貓的量占了快一半。
▲圖2.2021年長城新能源汽車的情況
下面這張圖更能看清楚，從低價跑量的黑貓和白貓，到相對更為精致的Mini風格的好貓，長城這次針對女性群體的聚焦戰略還是獲得了非常大的成功。
▲圖3.長城新能源汽車各個車型結構
在本次廣州車展上，長城汽車也是在歐拉之外，再打造了一個高端品牌沙龍，一方面圍繞純電，另一方面未來的燃料電池也放在了規劃里面。
展開 蜂巢能源200GWh產能規劃背后的產品技術創新動力
隨著越來越多的企業投入800V系統和快充網絡的建設，快充電池就取代了高能量密度的電池給了用戶不同選擇，你要里程短一些能快充的車，還是一個很高里程大電池貴的車。我個人的看法，未來隨著大量快充網絡的鋪設，消費者有幾種選擇：
高里程車輛：由于高端客戶對于價格不敏感，所以配置700公里以上的續航里程
中里程車輛：在500公里的70-80kwh的電池，隨著高倍率充電能力和快充網絡的鋪設，使得用戶可以在這些網絡上盡快補電
低里程車輛：這種就是經濟適用性，用戶根據自己的通勤范圍來選擇，當然這類用戶最終也會選擇快充能力作為核心的要素，畢竟里程短老充電確實麻煩
所以快充電池，是目前行業內比較緊迫的需求，誰能掌握好這個需求，對于未來的主流車輛的產品就能實現盡快的覆蓋。當然這里的需求，是建立在原有的電池系統在設計上不需要進行大改的基礎上的。所以這次蜂巢在本次車展上首次對外發布了其全新的快充技術和對應的電芯，可實現充電10分鐘，行駛400公里。
其中第一代蜂速快充電芯為158Ah電芯，能量密度250Wh/kg ，2.2C快充可實現20-80% SOC時間16分鐘，年底前即可量產；
第二代4C快充電芯產品容量165Ah，能量密度大于260Wh/kg，可實現20-80% SOC快充時間10分鐘，量產預計在2023年Q2。
從介紹來看，為了滿足10分鐘完成到80%的快充目標，需要在電池體系上進行技術優化。
展開 從量變到質變，純電動汽車800V平臺技術解析
800V高壓快充技術布局
2022年作為800V高壓快充元年，各家主機廠紛紛布局：
1.國外方面
在高電壓平臺方面，第一個吃螃蟹的是2019年上市的保時捷Taycan。出于對充電速度和持續性能的追求，Taycan率先量產了800V電壓平臺。
對于僅能支持400V平臺的空調壓縮機，保時捷配備了一個800轉400V的轉換器專門用于其供電，以保證車型整體的開發進度，采取了800V空調壓縮機量產后再升級替代的路線。
對于如何兼容現有的400V充電樁問題，Taycan選擇了額外搭載一臺直流OBC，首先將400V充電樁輸出的充電電壓升至800V后再對電池充電。
保時捷Taycan高壓架構解析
不惜在車上增加如此復雜的電壓轉換設備，保時捷Taycan最主要的目的就是要縮短用戶在充電上付出的時間成本。
而在其他高壓部件以及電池快充能力取得進步之后，保時捷Taycan及其后續車型還有望在350kW充電功率的基礎上，進一步發掘出800V電壓平臺的潛力。
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