先了解一下什么是800V高压架构。
谈到800V,很多人下意识里认为800V就是快充系统。实际上这个理解有些偏差,准确地说,800V高压架构其实有三种可能:
第一种是纯800V高压平台:即包括动力电池、电驱、电源、压缩机等所有高压部件整车全域800V。从小鹏的宣传来看,其搭载扶摇架构的车型就是标配全域800V高压SiC碳化硅平台。
第二种是高性价比半800V高压架构,即将一些关键部件如动力系统升级为800V,但保留其他400V零件,如电空调、DCDC(逆变器)等。这一方案的好处是可以兼顾整车成本和驱动效率的平衡,因为当前800V功率开关器件成本是400V级IGBT的数倍。
第三种就是仅有800V高压快充系统,即整车搭载一个800V电池组,在电池组和其他高压部件之间增加一个额外的DCDC将800V电压降至400V,车上其他高压部件仍采用400V电压平台。当然这个800V电池组也可能是两个400V电池组通过智能串并联实现充电800V,放电400V。
为什么要引入800V高压系统?
无论是上面哪种方案,引入高压系统的目的都是为了提升效率,包括时间效率和能量流转效率。
前面提到了800V快充能缩短充电时间,所以800V高压技术能带来的第一个直观感受就是充电速度更快。例如最早推出800V快充的保时捷Taycan,能够将充电功率提升至350kW,在22.5分钟内电量从5%充到80%,这对当时动辄需要1小时快充时间的400V车型来说是质的飞跃。
其次是动力性能更出色,800V
明年上市的吉利银河E8,可能中大型纯电车市场起了个高调。
为什么说是起高调,就目前已公布的信息,具备闪充能力,充电5分钟补能180公里,而且还有高性能碳化硅零部件,显然这是一台800V车型。更关键的,这台车的预售价格是18.8万元,但大概率最终售价还会更低一些。关于800V的应用,2022年的时候还只是保时捷Taycan这种百万级车型独有的,到了今年售价20.99万起的小鹏G6、售价22.99万起的智己LS6,也都用上了800V架构;再到如今,吉利银河E8似乎又把成本降了一些。
目前来看,这台车的性价比非常高,能在如此价位把800V高压架构配上的话,对于2024年的新能源中大型车市场来说,真的能算上一个“高调”。毕竟现在800V高压架构还处于商业化的初期,能使用上的车型并不算多,更别提把它卖的足够便宜,如果最终售价压到20万元以内,更是少见。
等这台车上市之后,或许真的可以再把800V车型的价格又压下来不少;但同样有一个疑问,这台车的800V性能拉满了吗?
800V,低成本也可以好用?这台车也是SEA架构打造的,是这个架构下的首款纯电B级轿车,讲到这个架构大家应该也不陌生了,现在已经有多款SEA架构车型已经上市,包括极氪009以及smart品牌的车型,用的都是这个架构。而这个架构在设计之初,就有800V相关的规划。
而这台车,也终于用上了800V高压架构。
还是要先讲明白,这台车分有400V和800V两个版本,入门版用400V其他车型会有800V架构的出现。目前为止,800V高压架构已经出现了价格越来越低的趋势,也间接说明了这种高压架构正在向下普及,成本或许已经不像2022年前后那样高。技术发展到现在,各位应该也熟知800V上车之后能给我们带来什么,更快的充电速度、更低的能耗表现、更快的动力响应。原来的弊端,只有体现在价格层面,在使用端相比于400V架构来说,它没有明显的弊端。
在吉利银河E8这台车上,有了800V高压架构之后,还得有高性能的碳化硅功率模块加入。有了后者的加入,才能算是给800V高压架构的利用率拉高。
或许有人会质疑,这台车是真的800V还是假的800V?
拿数据来看,吉利银河E8的最大续航里程是665km,补能效率是充电5分钟,可以实现180km的续航表现;动力方面,两驱版本后置单电机最大功率200kW、扭矩343牛·米,双电机最大功率475kW、最大扭矩710牛·米。电池规格,62kWh、76kWh提供两个版本,对应续航550km、665km以及620km。
从充电5分钟补能180km的这个效率来看,没有800V高压架构的加持,是达不到这个标准的。而且,还有碳化硅电驱的加入,而这个高成本的零部件如果放在400V架构下俩使用,多少有点大材小用,毕竟高成本在面前摆着。
这个性能表现,大概什么水平?
目前,应该是中大型纯电轿车市场领先的水平。在中大型这个级别中,已经非常接近特斯拉Model S的双电机版本,电机总功率493kW;0-100km/h加速成绩,3.2秒。而这台Model S的售价是接近70万元的。而吉利银河E8的800V版本最终售价,可能只是Model S双电机版的三分之一。
细看硬件,舍得用狠货吉利银河E8这次的800V车型,做的是全域800V架构,也就是说包括电池、电机、电控以及热管理系统,都是800V架构,并不是400V混搭800V的那种。而且,碳化硅电驱的应用,更是让这个800V的含金量更高了。
800V高压平台,需要碳化硅的加入才能更好发挥。
碳化硅的击穿场强是普通硅材料的两倍以上,能够承受更高的电压,使得逆变器能够支持更高的充电电压和电流。现在已经有了800V碳化硅、1200V碳化硅乃至1400V碳化硅材料;现在正在逐步上升到1700V碳化硅材料的研发,但难度很大。
其次,碳化硅具有更低的导通损耗。在800V高压架构下,碳化硅的导通损耗远低于硅材料,使得逆变器的效率更高,能量损失更小。然后,碳化硅还具有更高的开关频率和更快的开关速度,这使得逆变器的体积更小、重量更轻、响应速度更快。
综上所述,800V高压平台下使用碳化硅材料用于电驱系统是值得的也是必要的,能够提高逆变器的效率、减小体积、提升耐热性、增加能量回馈功能以及支持更高的充电电压和电流。但这个带来的弊端,就是成本会比较高,双电机都用碳化硅模块的话,或许至少得有50个,原材料成本是3万元起步(不包括后期的组装、加工等)。
目测,这台车用的会是800V的碳化硅功率模块,综合效率可以超过92%,最大的功率输出可以达到475kW(在银河E8上用的还是保守了点)。从定位、价格区间以及高压架构来推断,应该不至于上1200V碳化硅功率模块(耐高压能力越强,成本价格就越贵)。
然而,这点的成本上,吉利应能控制的很好。
从2021年开始宣布自研碳化硅芯片之后,到2023年,吉利已经实现了800V高功率碳化硅芯片。这么来看,接下来吉利的800V车型,都会用上高功率碳化硅模块打造的高性能碳化硅电机。相比于其他车企,碳化硅模块依靠供应商的方案,吉利的自研方案或许会更具性价比优势,从而更容易实现对于低成本车型的覆盖。
然而这次吉利舍得在中大型纯电轿车上,用800V碳化硅功率模块,看得住,在成本控制方面,已经取得了一定的突破,但还没达到极致。这里可能受限于碳化硅原材料的生产端,良品率低也会影响成本波动。
800V 碳化硅电驱,对于中大型纯电车来说,已经算是非常不错的技术储备。而且,只用了76kWh的电池包,就能实现620km的续航里程,而且性能还不差;参考特斯拉Model S的100kWh电池包实现715km的续航来看,前者能节省更多的电池成本(如果用单电机的话,续航应该差不多接近700km)。
总的来看,吉利银河E8的800V版本硬件配置已经是主流配置,而且已经具备了一定的成本优势,给20万级别的产品配上碳化硅电驱。或许,在这款产品的带动下,明年的纯电中大型轿车市场,或许也会对800V高压架构格外重视,很有可能会有更多的产品加入800V高压架构,并且价格方面也都有可能继续下探。2024年的纯电市场,值得期待。
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