800V架構(gòu)的案例
竟然是800V架構(gòu)
,最近奧迪的子公司發(fā)布的電動摩托車也宣布搭載碳化硅逆變器，而且還是800V充電架構(gòu)，效率高達(dá)99%。
7月3日，杜卡迪官方公布了第一輛電動摩托賽車V21L的部分參數(shù)，它將作為2023年MotoE 電動摩托車世界杯的獨(dú)家賽車。
杜卡迪是一家意大利摩托車生產(chǎn)商，2012年4月被大眾集團(tuán)的奧迪收購，成為了奧迪的四大品牌之一。
2021年杜卡迪全球總共賣出59447臺摩托車，比2020年成長24%，創(chuàng)下建廠95年以來的最佳紀(jì)錄。
據(jù)介紹，杜卡迪V21L 電動摩托車都能夠輸出110 kW（147 hp）和 140 Nm（103 lb-ft）的扭矩。該車在意大利穆杰羅的測試賽道上的最高速度達(dá)到了275公里/小時(shí)。V21L電動摩托車配備了18 kWh電池組，整車重量控制在了 225 公斤。
它之所以能夠做到這么輕、這么快，碳化硅逆變器發(fā)揮了不小的作用。
首先，這款車具有與奧迪E-tron GT和保時(shí)捷Taycan類似的800V電壓架構(gòu)，可在45分鐘內(nèi)充電至 80%。而杜卡迪之所以采用800V電壓，是為了將電源線、電機(jī)和逆變器都做得更小，因?yàn)楦叩碾妷耗軌蛞愿偷碾娏鳟a(chǎn)生相同的功率。
第二，采用碳化硅可以降低散熱器重量。
電動賽車通常在非常惡劣的條件下工作，比如35°C 賽道空氣，因此對于電動摩托車來說，內(nèi)部組件會在高功率工作時(shí)變得非常熱。
為此，杜卡迪創(chuàng)建兩個(gè)獨(dú)立的冷卻系統(tǒng)。電池組冷卻系統(tǒng)非常大，而電機(jī)和逆變器冷卻系統(tǒng)卻比較小，這是因?yàn)樵撃孀兤鞑捎锰蓟?MOSFET 設(shè)計(jì)，重量為5公斤，工作效率高達(dá) 99%。
杜卡迪V21L電動摩托車即將上市，其電動自行車Futa的最低售價(jià)約5.3萬人民幣，大家認(rèn)為這款摩托車要賣多少錢合適？
展開 800V 架構(gòu)能給新能源汽車帶來多少新的改變？
國內(nèi)車企目前紛紛跟進(jìn) 800V 高壓平臺架構(gòu)，有望在 2022 年陸續(xù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)：
1） 比亞迪：2021 年 9 月，上海車展發(fā)布 e 平臺 3.0，提供 800V 閃充功能，充電 5 分鐘可增加續(xù)航 150 公里，搭載 800V 平臺的車型有望 2022 年量產(chǎn)。
2） 吉利極氪：2021 年 9 月，發(fā)布子品牌極氪，充電樁最大功率達(dá) 360KW。極氪 001采用的浩瀚架構(gòu)具備 400V 和 800V 兩種電壓架構(gòu)，10%-80%SOC 充電時(shí)間僅需 30分鐘，充電 5 分鐘續(xù)航可增加 120 公里。搭載 800V 的產(chǎn)品有望在 2022-2023 年亮相。
3） 北汽極狐：2021 年 4 月，發(fā)布極狐αS Hi 版，具備 800V 充電架構(gòu)，2.2C 閃充技術(shù)能實(shí)現(xiàn) 10 分鐘補(bǔ)充 196 公里續(xù)航的電量，30%-80%SOC 充電時(shí)間僅為 15 分鐘。
4） 廣汽埃安：2021 年 8 月，發(fā)布 A480 超充樁，峰值電壓 1000V，電流 600A，未來將超倍速電池技術(shù)搭載于 AION 系列車型，可做到充電 5 分鐘，續(xù)航 200 公里。
5） 東風(fēng)嵐圖：2021 年 9 月，發(fā)布最新 800V 高壓超級快充技術(shù)，在 360KW 超級充電樁的加持下，充電速率可提升 125%，可實(shí)現(xiàn)充電 10 分鐘，續(xù)航 400 公里。
6） 小鵬汽車：2021 年 10 月，公布首個(gè)量產(chǎn)的 800V 高壓 SiC 平臺，充電峰值電流超過600A，采用高能量密度、高充電倍率電池，充電 5 分鐘最高可補(bǔ)充續(xù)航 200 公里。
展開 800V高壓架構(gòu)或?qū)⒊蔀橄乱淮妱悠囍髁髌脚_
▲圖5.800V系統(tǒng)的供應(yīng)鏈對于高壓架構(gòu)是準(zhǔn)備好的
電池安全方面，結(jié)合大數(shù)據(jù)，電化學(xué)機(jī)理模型，AI模型等打造了云端電池安全方案AI BMS，基于AI算法的訓(xùn)練，通過數(shù)字孿生的耦合不斷迭代，提升算法效果，做到更快、更準(zhǔn)、更精確的預(yù)測電池?zé)崾Э兀Ｕ想姵匕踩?▲圖6.華為的AI閃充高壓系統(tǒng)平臺方案
當(dāng)前，可匹配800V及以上高壓快充車型的高壓直流樁嚴(yán)重不足。高壓架構(gòu)推廣初期可能需要在車端配備升壓功能。從400V到800V，解決升壓的問題。
800V系統(tǒng)帶來的挑戰(zhàn)和機(jī)會是多元化的，總體來看，它有這么幾個(gè)機(jī)會點(diǎn)：
○從電壓拓?fù)鋪砜矗梢詫?shí)現(xiàn)同電芯的梯度配置，也就是可以分為高配高電壓；低配低電壓的差異化配置。
○從電流方向上面，從起始的350A、500A甚至未來的600A，也可以擴(kuò)展的支持快充，不斷提高功率。
○由SiC的導(dǎo)入，可以提高整體功率電子的效率和降低體積。
▲圖7.兼容低電壓樁充滿800V的問題
Part 2 充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)
在整體產(chǎn)業(yè)里還有一塊最重要的拼圖，就是充電網(wǎng)絡(luò)的投資。目前主要的汽車企業(yè)比如大眾、特斯拉甚至是通用汽車，都要自己建立起一套快充網(wǎng)絡(luò)。在設(shè)施端已經(jīng)開始考慮建立符合未來800V需求的充電設(shè)施。在這方面，華為是從充電模塊開始設(shè)計(jì)的， 200V-1000V的兼容，基于兩路的500V串聯(lián)輸出，同時(shí)實(shí)現(xiàn)全負(fù)載的高效。
從實(shí)際應(yīng)用中，800V高壓平臺對電驅(qū)動也帶來不少難題，如絕緣、軸承電腐蝕和EMC等問題，華為在這方面做了不少的嘗試，通過專利高壓連接器，專利軸承導(dǎo)流防擊穿結(jié)構(gòu)及EMC軟硬件抑制等核心創(chuàng)新技術(shù)，系統(tǒng)性地解決上述難題。
展開 800V高壓系統(tǒng)的驅(qū)動力和系統(tǒng)架構(gòu)分析——為什么是800V高壓系統(tǒng)？
但“長途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當(dāng)下新能源汽車消費(fèi)者兩大痛點(diǎn)，為了延長續(xù)航里程，各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術(shù)方案，并且提供快充方案能有效的解決充電及續(xù)航焦慮，新能源汽車800V高壓系統(tǒng)技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。
什么是
800V高壓系統(tǒng)?
800V高壓系統(tǒng)的稱呼源自于整車電氣角度。當(dāng)前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，籠統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)；而伴隨著快充應(yīng)用，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550-930V，取中間值800V，可籠統(tǒng)稱之為800V系統(tǒng)。
800V高壓系統(tǒng)的典型特征在于電壓平臺。快充技術(shù)的核心在于提高整車充電功率，要提高整車充電功率，技術(shù)手段上要么加大充電流要么提高充電電壓，充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發(fā)熱量以及更多附屬設(shè)備瓶頸，而充電電壓提升則有更大的設(shè)計(jì)自由度，這直接推動了400V電壓平臺向800V電壓平臺轉(zhuǎn)換。
800V高壓系統(tǒng)長什么樣，什么性能？我們可以從已經(jīng)批產(chǎn)的幾款800V電動汽車中一窺真容。
2019 年 4 月保時(shí)捷 Taycan Turbo S 全球首發(fā)，800V全球首款純電動車型誕生。性能上，最大充電功率可達(dá)320kW即一般120kW快充樁的2~3倍；高壓動力電池，前驅(qū)動電機(jī)，后驅(qū)動電機(jī)，車載充電機(jī)和PTC部件均采用了800V電壓平臺。
2020 年 12 月 2 日，現(xiàn)代汽車集團(tuán)全球首發(fā)了全新電動汽車專用平臺 “E-GMP”, 該平臺同樣可以實(shí)現(xiàn)800V功能。
展開 
800V SiC市占率將沖15%？
800V+SiC是最佳組合
2025年市占率將達(dá)15%
800V SiC架構(gòu)有助于讓電動汽車達(dá)到充電快和續(xù)航里程遠(yuǎn)的綜合效益。小鵬G9采用了800V高壓SiC平臺，相比400V平臺續(xù)航提升了5%，可實(shí)現(xiàn)超充5分鐘，續(xù)航超過200km的能力。
邁凱倫應(yīng)用公司非執(zhí)行主席尼克弗萊說，“如果 OEM 想要保持競爭力，他們必須過渡到 800V SiC架構(gòu)。”
緯湃科技新能源科技事業(yè)部亞洲區(qū)總經(jīng)理郁昌松在接受媒體采訪時(shí)表示，相比Si基IGBT，SiC MOSFET應(yīng)用在800V平臺中，能夠產(chǎn)生更高的系統(tǒng)優(yōu)勢，而且它的開發(fā)速度更快，效率更高，所以800V和SiC的結(jié)合是一個(gè)最佳的組合。
郁昌松預(yù)計(jì)到2025年，800V SiC可能會有15%左右的市場占有率，但因全球汽車電動化提速，這一時(shí)間節(jié)點(diǎn)可能會提前到來。
北京三安光電總經(jīng)理陳昭亮曾表示，800V高壓平臺將成為主要車廠的重點(diǎn)布局方向，基于800V技術(shù)方案的新車將在2022年之后陸續(xù)上市。
據(jù)行家說“三代半風(fēng)向”研究，國內(nèi)外越來越多企業(yè)已入局800V SiC超級快充。
● 去年11月，小鵬汽車對外正式發(fā)布國內(nèi)首款基于800V平臺的碳化硅量產(chǎn)車型。
● 2月16日，博格華納宣布與中國豪華新能源汽車品牌簽訂合同，為其提供搭載緊湊型 800V SiC逆變器電驅(qū)動模塊。
● 1月10日，緯湃科技宣布已與北美一家主要汽車制造商簽署價(jià)值10.8億美元（約70.2億元人民幣）的協(xié)議，將從 2025 年開始供應(yīng) 800V SiC 逆變器。
● 根據(jù)藍(lán)海華騰4月20日發(fā)布的2021年年度報(bào)告，他們已經(jīng)與國內(nèi)大型主機(jī)廠在規(guī)劃高壓800V系統(tǒng)，SiC項(xiàng)目正在進(jìn)行預(yù)研。
不過，800V架構(gòu)的仍需優(yōu)化。
展開 上海車展：800V大功率快充已成定局！
海外車企通用、現(xiàn)代、戴姆勒、Lucid等陸續(xù)發(fā)布800V架構(gòu)的規(guī)劃。
從上海車展，可以看出各車企對整車平臺電壓提升到800V已經(jīng)開始成為共識，
受限于硅基IGBT功率元器件的耐壓能力，之前電動車高壓系統(tǒng)普遍采用的是400V電壓平臺。基于該電壓平臺的充電樁中，充電功率最大的是特斯拉第三代超級充電樁，達(dá)到了250kW，工作電流的峰值接近600A。如果想要進(jìn)一步提高充電功率、縮短充電時(shí)間，就需要將電壓平臺從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，來實(shí)現(xiàn)高壓系統(tǒng)的擴(kuò)容。
當(dāng)車企選擇800V高壓架構(gòu)時(shí)，電動汽車的電池包、電驅(qū)動、PTC、空調(diào)壓縮機(jī)、車載充電機(jī)等都需要重新選型。如車企應(yīng)采購適用于快充的2.2C電池，并在電池管理系統(tǒng)進(jìn)行更精準(zhǔn)的測算，保證安全；電驅(qū)動、OBC等將優(yōu)先選擇以更低阻抗實(shí)現(xiàn)高耐壓的SiC功率器件。
高壓技術(shù)已初步完備，相關(guān)部件預(yù)計(jì)將在2021年開始實(shí)現(xiàn)行業(yè)量產(chǎn)，如采埃孚表示將于今年在中歐量產(chǎn)800V功率電子，華為、博格華納、匯川技術(shù)等陸續(xù)發(fā)布800V電驅(qū)動系統(tǒng)；保時(shí)捷Taycan已經(jīng)應(yīng)用了800V PTC；翰昂系統(tǒng)的電動壓縮機(jī)可覆蓋到800V電壓。等待它們的是成本的進(jìn)一步降低，需要依靠大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用。
車上高壓部件的重新選型及供應(yīng)鏈基礎(chǔ)
到充電供給端，其技術(shù)要比車上部件成熟許多，且更容易高壓化。從DC500V系統(tǒng)升級到DC950V系統(tǒng)，除了充電、線、直熔絲等需做出變更外，其他設(shè)備則無需重新選型。
總結(jié)：高壓電氣架構(gòu)由400V提升至800V，將在充電速度上提升新能源汽車的使用感受，同時(shí)800V高壓電氣架構(gòu)，對于車企變動量也很大，需要升級還貸，對于高壓零部件，是一次技術(shù)升級，過程中充滿了機(jī)會和挑戰(zhàn)。
展開 電動汽車的800V高壓平臺技術(shù)
3)高電壓（800V ）低電流充電：目前整車普遍使用400V架構(gòu)，切換 800V 架構(gòu)能夠使充電時(shí)間減少一半。保時(shí)捷 Taycan 是第一臺量產(chǎn)的 800V 架構(gòu)電動車；小鵬最新發(fā)布的G9是國內(nèi)首款基于 800V 高壓 SiC（碳化硅）平臺的量產(chǎn)車，可實(shí)現(xiàn)充電 5分鐘，續(xù)航 200 公里。
800V架構(gòu)使整車具有更高的效率。800V電壓平臺推出后，相較于400V 平臺，工作電流更小，進(jìn)而節(jié)省線束體積、降低電路內(nèi)阻損耗，變相提升了功率密度和能量使用效率。在功率不變前提下，預(yù)計(jì) 800V 平臺的推出，續(xù)航里程將增加 10%、充電速度將提升一倍以上。當(dāng)然，實(shí)際快充技術(shù)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(tǒng)部件都需升級
400V與800V 電壓下整車系統(tǒng)架構(gòu)基本一致，或增電源部件。高壓電氣系統(tǒng)下400V與800V拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換器進(jìn)行升壓，達(dá)到800V及以上才能夠?qū)恿﹄姵剡M(jìn)行充電。
展開 電動汽車為甚么要上800V
800V電壓平臺推出后，相較于400V 平臺，工作電流更小，進(jìn)而節(jié)省線束體積、降低電路內(nèi)阻損耗，變相提升了功率密度和能量使用效率。在功率不變前提下，預(yù)計(jì) 800V 平臺的推出，續(xù)航里程將增加 10%、充電速度將提升一倍以上。當(dāng)然，實(shí)際快充技術(shù)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(tǒng)部件都需升級
400V與800V 電壓下整車系統(tǒng)架構(gòu)基本一致，或增電源部件。高壓電氣系統(tǒng)下400V與800V拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換器進(jìn)行升壓，達(dá)到800V及以上才能夠?qū)恿﹄姵剡M(jìn)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(yīng)用初期更適用于高檔跑車/SUV 等，中低端車型在較長時(shí)間內(nèi)采取400V電壓平臺仍將是較為經(jīng)濟(jì)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(gòu)中直接與高壓系統(tǒng)直接連接的子系統(tǒng)部件如：動力電池系統(tǒng)、動力系統(tǒng)（電機(jī)、電機(jī)控制器）、電源系統(tǒng)（ DC/DC 、 OBC 、 PDU ）以及車內(nèi)的空調(diào)壓縮機(jī)、加熱系統(tǒng)等需要提升部件耐壓等級。在這些子系統(tǒng)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(xiǎn)絲、電容、電阻、電感及功率半導(dǎo)體等耐壓等級需提升至800V及以上。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在應(yīng)用初期設(shè)計(jì)時(shí)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(dāng)前 E/E 電氣架構(gòu)下較難突破500A ，即200kW 以上的快充。
展開 電動汽車的800V高壓平臺
在功率不變前提下，預(yù)計(jì) 800V 平臺的推出，續(xù)航里程將增加 10%、充電速度將提升一倍以上。當(dāng)然，實(shí)際快充技術(shù)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(tǒng)部件都需升級
400V與800V 電壓下整車系統(tǒng)架構(gòu)基本一致，或增電源部件。高壓電氣系統(tǒng)下400V與800V拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)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(zhuǎn)換器進(jìn)行升壓，達(dá)到800V及以上才能夠?qū)恿﹄姵剡M(jìn)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(yīng)用初期更適用于高檔跑車/SUV 等，中低端車型在較長時(shí)間內(nèi)采取400V電壓平臺仍將是較為經(jīng)濟(jì)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(gòu)中直接與高壓系統(tǒng)直接連接的子系統(tǒng)部件如：動力電池系統(tǒng)、動力系統(tǒng)（電機(jī)、電機(jī)控制器）、電源系統(tǒng)（ DC/DC 、 OBC 、 PDU ）以及車內(nèi)的空調(diào)壓縮機(jī)、加熱系統(tǒng)等需要提升部件耐壓等級。在這些子系統(tǒng)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(xiǎn)絲、電容、電阻、電感及功率半導(dǎo)體等耐壓等級需提升至800V及以上。為了保證產(chǎn)品的質(zhì)量，在應(yīng)用初期設(shè)計(jì)時(shí)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(dāng)前 E/E 電氣架構(gòu)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(guī)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(diǎn)
動因：為什么是800V
整車：會戰(zhàn)高端化，800V車樁并舉
零部件與元器件：SiC和負(fù)極受益最大，其他部件平滑升級
核心觀點(diǎn)
800V架構(gòu)是全級別車型實(shí)現(xiàn)快充的主流選擇。對于電池端，快充實(shí)質(zhì)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(xù)推出，電芯數(shù)量增加，若仍繼續(xù)維持400V母線電壓規(guī)格，電芯并聯(lián)數(shù)量增加，導(dǎo)致母 線電流增加，對銅線規(guī)格、熱管理帶來巨大挑戰(zhàn)。
因此需要改變電池包內(nèi)電芯串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，減少并聯(lián)而增加串聯(lián)，方能 在提升支路電流的同時(shí)維持母線電流在合理水平。由于串聯(lián)數(shù)量增加，母線端電壓將提升。而100kWh電池包實(shí)現(xiàn)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(gòu)成為實(shí)現(xiàn)快充的主流選擇。
整車： 會戰(zhàn)高端化，800V車樁并舉。2019年豪車品牌保時(shí)捷推出全球首款800V車型Taycan 。2020年比亞迪漢采用了 800V架構(gòu)，2021年上海車展發(fā)布的e平臺3.0亦搭載800V架構(gòu)。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(yàn)。
我們認(rèn)為未來兩年高端化是整車廠主戰(zhàn)場，軍備競賽開啟。
展開 SiC需求爆發(fā)，博世目標(biāo)產(chǎn)能上億顆
來源：半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫
受益電動車，SiC需求暴增
TrendForce 表示，由于電動汽車的普及率不斷提高以及高壓 800V 電動汽車架構(gòu)發(fā)展的趨勢，預(yù)計(jì)到 2025 年汽車對6英寸SiC晶圓的需求將達(dá)到 169 萬片。
目前，各大汽車制造商都在銷售具有 800V 充電架構(gòu)的電動汽車，包括保時(shí)捷 Taycan、奧迪 Q6 e-tron 和現(xiàn)代 Ioniq 5。
800V電動汽車充電架構(gòu)的到來，將帶來Si IGBT模塊與SiC功率器件的替代，這將成為主流電動汽車VFD
（變頻驅(qū)動器）
的標(biāo)準(zhǔn)組件。
因此，主要的汽車部件供應(yīng)商通常青睞SiC部件。特別是，一級供應(yīng)商德爾福已經(jīng)開始批量生產(chǎn)800V SiC逆變器，而博格華納、采埃孚和維泰斯科等其他供應(yīng)商也在各自的解決方案方面取得了快速進(jìn)展。
目前，電動汽車已經(jīng)成為SiC功率器件的核心應(yīng)用。例如，SiC在車載充電器
（OBC）
和DC-DC轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用已經(jīng)相對成熟，而基于SiC的VFD的大規(guī)模生產(chǎn)尚未實(shí)現(xiàn)。
包括STM、英飛凌、Wolfspeed和Rohm在內(nèi)的電力半導(dǎo)體供應(yīng)商已開始與一級供應(yīng)商和汽車制造商合作，以加速SiC在汽車應(yīng)用中的部署。
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800V“絕配”碳化硅
800V“元年”
實(shí)際上，碳化硅+800V正在聯(lián)袂而來。我們也可以說，如果2021年是碳化硅“元年”，那么，2022年將成為800V的“元年”。
這次的廣州車展上，我們看到了800V正在成為趨勢。像比亞迪e平臺3.0、東風(fēng)嵐圖、吉利SEA浩瀚架構(gòu)、現(xiàn)代E-GMP、奔馳EVA、通用奧特能平臺等都選擇800V高壓平臺，這不是偶然。
從量產(chǎn)時(shí)間來看，各大車企基于800V系統(tǒng)的新車將于明后年陸續(xù)上市，雖然真正800V的產(chǎn)品大年預(yù)計(jì)要到2024年左右。
具體而言，小鵬汽車在廣州車展上首次亮相的全新SUV小鵬G9，就首次采用800V高壓SiC平臺。據(jù)悉，小鵬汽車還將鋪設(shè)中國首批量產(chǎn)的480kW高壓超充樁，以實(shí)現(xiàn)充電5分鐘可跑200公里的目標(biāo)。
同樣，長城的沙龍汽車首款車型機(jī)甲龍，也支持800V超級快充，峰值電流高達(dá)600A，充電10分鐘，即可實(shí)現(xiàn)CLTC續(xù)航401公里。還有零跑，其800V平臺將在2024年第四季度量產(chǎn)。廣汽也發(fā)布了萬城萬充為其開發(fā)的480kW高壓充電樁。
而根據(jù)相關(guān)預(yù)測，2023~2025年國內(nèi)800V產(chǎn)業(yè)復(fù)合增速有望超過70%，而2025~2030年進(jìn)入穩(wěn)步增長階段，復(fù)合增速約為20%。
那么，為什么800V架構(gòu)會成為主流呢？還是因?yàn)椋?em>800V架構(gòu)下解決了兩大需求痛點(diǎn)，一是讓充電性能大幅提升，二是提高了整車運(yùn)行效率。
在800V平臺下，可以使用較細(xì)的充電導(dǎo)線。我們知道，相同充電功率下，電壓高則電流就可以低，電流低導(dǎo)線就不用那么粗，導(dǎo)線的電阻熱能耗也就降低。
展開 如何看待電動汽車高壓系統(tǒng)保護(hù)器件的革新？
圖1 保護(hù)很簡單，就是要通過12V的控制讓高壓回路斷開，功能安全等級一般在ASIL D
Part 1 伊頓的思考
伊頓上來就先來個(gè)徹底變革，如下所示，方案考量的是整個(gè)替代方式。
之前和很多朋友聊過，可能并不透徹，現(xiàn)在可以看這個(gè)圖來進(jìn)行比較，現(xiàn)有的方案其實(shí)有幾種：
傳統(tǒng)熔絲+接觸器：被動防護(hù)，最大的挑戰(zhàn)是電流和觸點(diǎn)動作匹配困難，有些高電流短時(shí)間點(diǎn)蝕，會讓接觸器粘連并且讓熔絲無法動作
Pyro熔絲+接觸器：主動防護(hù)，這個(gè)主要的問題是Pyro如何控制
傳統(tǒng)熔絲+Pyro熔絲+接觸器：這個(gè)目前在800V上，大家為了主動和被動安全控制，都上。缺點(diǎn)是成本比較高，整體保護(hù)策略怎么個(gè)動作機(jī)制也是比較麻煩
圖2現(xiàn)有的高壓系統(tǒng)架構(gòu)保護(hù)形式
雖然伊頓說起來很簡潔，但是其實(shí)設(shè)計(jì)中還是依靠工業(yè)技術(shù)的斷路器來做第四種方案。
這條路是配置了一個(gè)斷路器和傳統(tǒng)熔絲的方法來做的，好處如下所示，整體的方案來看相對比較簡潔。
圖3 伊頓的一站式解決方案
圖4 400V架構(gòu)下還算合理
目前海外還是有一些400V和800V串聯(lián)的方案（有部分重卡是這么設(shè)計(jì)的），有800V充電和400V驅(qū)動的案子，也就是用400V兩個(gè)電池并聯(lián)來驅(qū)動，然后在800V方面做充電處理，這就需要使用3個(gè)分?jǐn)嗥鳌? 圖5 800V架構(gòu)變得不劃算
點(diǎn)評：我個(gè)人判斷這種基于斷路器的設(shè)計(jì)存在特別大的滅弧挑戰(zhàn)，不一定斷得開
Part 2 PSM新一代斷流器
隨著電動汽車的發(fā)展，目前全球的公司都把資源往里面砸，Littelfuse Inc.
展開 從600V到1000V：表面漏電起痕測試(STT)為超級快充系上“安全帶”！
隨著電動汽車?yán)m(xù)航里程和充電效率需求的不斷提升，800V及以上高壓平臺已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。2020年保時(shí)捷Taycan率先實(shí)現(xiàn)800V架構(gòu)商業(yè)化后，包括現(xiàn)代、比亞迪、小鵬等主流車企紛紛跟進(jìn)布局。
電壓平臺的提升意味著充電功率的顯著增加，然而，高電壓也帶來了更嚴(yán)峻的絕緣挑戰(zhàn)。在超級快充場景下，電氣系統(tǒng)需要承受持續(xù)的高電壓、大電流沖擊，同時(shí)面臨溫度變化、濕度、污染物等多重環(huán)境因素的影響。傳統(tǒng)絕緣材料在這種極端條件下容易發(fā)生漏電起痕現(xiàn)象，即材料表面因局部放電形成碳化導(dǎo)電通路，最終導(dǎo)致絕緣失效甚至引發(fā)火災(zāi)。
表面漏電起痕測試（STT）
表面漏電起痕測試（STT）方法專為評估工作電壓在600 V至900 V之間的電動汽車架構(gòu)材料性能而設(shè)計(jì)，同時(shí)還能為汽車制造商在材料篩選過程提供更多指導(dǎo)意見。
該方法已成為市場上針對該電壓范圍的標(biāo)準(zhǔn)化測試方案，并已收錄于UL 2597標(biāo)準(zhǔn)《應(yīng)用于交通運(yùn)輸領(lǐng)域的材料測試方法調(diào)查大綱：表面漏電起痕測試（STT）方法》，于 2025 年 5 月發(fā)布。
測試目標(biāo)：評估材料在高電壓、潮濕或污染介質(zhì)共同作用下的表面爬電、起痕、燃燒等失效模式，側(cè)重于實(shí)際使用環(huán)境的極端條件。
關(guān)鍵參數(shù)
電壓范圍：600?V?-?900?V。
電極材料與幾何：通常采用耐高壓的金屬或合金電極，電極間距、傾角可根據(jù) UL?2597 規(guī)定調(diào)節(jié)。
滴液量與高度：可調(diào)節(jié)的滴液系統(tǒng)，滴液高度約?30?-?40?mm，滴速約?30?s/滴。
適用范圍：汽車、軌道交通、航空等高壓/高功率電氣系統(tǒng)的絕緣材料和部件。
展開 從量變到質(zhì)變，純電動汽車800V平臺技術(shù)解析
車企應(yīng)用800V平臺架構(gòu)，需要對其核心三電技術(shù)以及功率器件的耐壓、損耗、抗熱的要求更高：
1.電機(jī)方面
具體來看有以下幾點(diǎn)：
軸電壓的產(chǎn)生：電機(jī)控制器供電為變頻電源，含有高次諧波分量，逆變器、定子繞組、機(jī)殼形成回路，產(chǎn)生感應(yīng)電壓，稱為共模電壓，在此回路上產(chǎn)生高頻電流。由于電磁感應(yīng)原理，電機(jī)軸兩端形成感應(yīng)電壓，成為軸電壓，一般來說無法避免。
轉(zhuǎn)子、電機(jī)軸、軸承形成閉合回路，軸承滾珠與滾道內(nèi)表面為點(diǎn)接觸，若軸電壓過高，容易擊穿油膜后形成回路，軸電流出現(xiàn)導(dǎo)致軸承腐蝕。
800V的逆變器應(yīng)用SiC，導(dǎo)致電壓變化頻率高，軸電流增大，軸承防腐蝕要求增加。
同時(shí)，由于電壓/開關(guān)頻率增加，800V電機(jī)內(nèi)部的絕緣/EMC防護(hù)等級要求提升。
800V應(yīng)用SiC造成軸電流增加大而擊穿油膜風(fēng)險(xiǎn)增加
2.電控方面
以Si-IGBT為例，450V下其耐壓為650V，若汽車電氣架構(gòu)升級至800V，考慮開關(guān)電壓開關(guān)過載等因素，對應(yīng)功率半導(dǎo)體耐壓等級需達(dá)1200V，而高電壓下Si-IGBT的開關(guān)/導(dǎo)通損耗急劇升高，面臨成本上升而能效下降的問題。
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