800V 高压平台真的进入迭代期了吗？

　　■ 李铮

　　800V 高压平台高歌猛进

　　国产新势力突飞猛进，有车企发布海报，宣传当前超过 500V 的车型都可称为 800V高压平台，有些800V 平台最高电压可达到871V。800V 高压平台的核心是电池包电压，通常电池包+ 地板的厚度为十几厘米，体积效率高，线束减少节约空间。

　　实话实说，听到这些介绍，普通人有点蒙。800V 对于很多人来说可能比较陌生，但从单位来看和电压相关。800V 其实是近两年在电动汽车领域的一项新技术，主要用于电动车高压快充。续航，从电车诞生以来，就一直是一个令车主头疼的问题，有问题就解决问题，所以诞生了例如特斯拉超级充电桩、蔚来换电站等不同模式，800V 高压快充也是其中的一个新选择。

　　800V 高压系统通常指整车高压电气系统电压范围达到550~930V 的系统，统称800V系统。所以说，800V 并不是我们所理解的，从给电车插上电到拔出整个充电过程一直维持在800V 电压，800V 只是峰值的概念。但其优势可谓相当明显，最显著的优势在于缩短充电时间，相比传统的400V 充电系统，800V充电系统的电压提高了1 倍，大大提高了电能传输的速度。其次，因为提升了电压，电流相对减小，从而降低了线损，大大提高了充电效率。

　　高电压平台牵一发而动全身

　　现阶段新能源车充电的电压大部分是400V，提高充电功率只能提高电流，特斯拉就是典型代表。根据查询特斯拉品牌官网显示，具体电压的大小取决于特定的特斯拉车型和电池组配置。例如，特斯拉ModelS 和ModelX使用的电池组电压为400 伏。特斯拉Model3和ModelY 使用的电池组电压为约350 伏至450 伏。这些电池组将高压直流电转换为低压直流电以供电动机和其他系统使用。

　　在早期的品牌电动车中，保时捷采用了高电压800V 技术，同样功率情况下电流可以降低一半。大电流对充电桩硬件设备以及线材都有极高的要求，另外变电站的压力也会很大，而且线材太粗；而大电压能很好地缓解以上的问题，但同时对车辆的元器件又有很大的挑战。

　　那么问题来了，高电压或者高电流哪个才是未来的充电技术线路？我们知道，功率= 电压× 电流，想提高充电功率，要么提高充电的电压，要么提高充电的电源。但是如果提高电流，那么因为电阻的原因，电流损耗将会以发热的形式相应增加。如果要少损耗少发热，就要提高充电电压，来增加充电的功率，这就是保时捷和大多数车企的高功率充电方案。

　　高电压平台充电速度快，但会对充电端和车端有着比较严苛的耐高压要求。一个直接要求是，充电端的充电枪、接触器、线束、熔丝等部件要更换升级成耐高压材料。

　　涉及车端，车辆本身的动力电池，电驱动、空调压缩机、PTC、DC/DC、OBC 等面向高压平台的零部件都要进行新的设计和调整，以适应新的高压平台，杜绝高压失控的风险。充电端的高压相对简单，充电桩升级只需更换某些零件。

　　这里就说一点，车规级的变换器核心零部件——IGBT（全称为绝缘栅双极型晶体管，InsulatedGateBipolarTransistor），可以等效看作是MOS 管和三极管的结合体，这个广泛使用在变换器上的核心零部件的耐高压能力不足，会导致使用IGBT 的车型无法使用高电压平台。所以，之前基本所有的电动车的高压系统都采用的是400~600V的。

　　IGBT 硅晶圆进行切割后，得到的最小全功能单元称为IGBT 管芯，将管芯进行组合装配和封装，可得到IGBT模块。目前满足车规级标准的功率半导体器件中，最主流的硅基IGBT 耐压等级在600~750V，能在800V 平台上使用的高压IGBT 产品并不多，还存在着损耗高、效率低、成本极高的缺点。

　　SiC 和IGBT 各领风骚主宰定价

　　为了适配高电压平台，现有的主流方法就是车规级的IGBT 更换成耐高压的SiC（碳化硅），如保时捷的800V 充电方案。SiC 器件工作温度在200℃以上，工作频率在100kHz 以上，耐压可达20kV，这些性能均优于传统硅器件；SiC 器件的体积为IGBT整机的三分之一至五分之一，重量为IGBT 的40%~60%；还可提升系统的效率，在电动汽车不同工况下，器件比IGBT 的功耗降低60%-80%，效率提升1%~3%。

　　IGBT 在电动汽车上的成本占据7%~10%，是除动力电池之外成本第二高的电动汽车配件。如果采用SiC，目前同一级别的SiC MOSFET的成本是IGBT 的8~12 倍，其耗损也大于IGBT。所以，如果用高电压平台，成本的大幅上涨也是会让车企头疼不已。这里多提一句，我们都希望电动车更便宜，但既要产品好，又想定价便宜，这个是相悖的，所以有车企老大提到：要尊重科技。

　　虽然中国是全球最大的IGBT 使用国，但是目前该项技术距离日本等发达国家的差距极大，主要来源都依赖国外进口。而高压的SiC 技术，国内的车企目前也是依赖进口，国内SiC车规级的成熟商用产品基本没有，高功率充电的高电压方案，全面迭代尚待时日。