摘要：400V向800V電壓架構(gòu)邁進，快充高壓條件下車上，包括電池包、電驅(qū)動、PTC、空調(diào)等都需重新適配，同時充電槍、線、直流接觸器和熔絲等也要重新選型，這對供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)提出了新的挑戰(zhàn)。
隨著全球電動化演進，主力電動車型續(xù)航普遍突破600km，消費者續(xù)航焦慮逐步化解的同時，但伴隨而來的是，需求側(cè)對充電便捷性的考量。能否像傳統(tǒng)車加油一樣實現(xiàn)快速充電，成為用戶端關(guān)注的新“痛點”。
就技術(shù)角度而言，提升充電速度的路徑主要有提高電流和提高電壓兩種。其中，大電流易產(chǎn)生高熱量損失，其理論上限并不高（約為500A，可實現(xiàn)200w的充電功率）。因此，高電壓平臺架構(gòu)成為解決充電困擾的重要途徑。
中國科學(xué)院院士歐陽明高也在多個場合亦坦言，解決充電的后顧之憂，需要更大功率的快充技術(shù)，超級快充是大勢所趨，行業(yè)需要推進電動汽車采用800V甚至更高的電壓平臺架構(gòu)。
實際上，800V高電壓平臺的最大價值，在于實現(xiàn)真正意義上的快充，通過提升充電效率、縮短單次補能時間，進而從根本層面徹底解決里程焦慮。
市場端聞風(fēng)而動，國內(nèi)外主機廠針對800V架構(gòu)平臺下的快充電池軍備賽已經(jīng)吹響號角。
自保時捷Taycan全球首次推出800V高電壓電氣架構(gòu)以來，2021年，國內(nèi)外車企掀起一輪800V電壓平臺車型發(fā)布潮，以圖搶占大功率快充新高地。
國際品牌，包括寶馬、通用、起亞、現(xiàn)代、戴姆勒、Lucid等啟動800V高壓平臺的研發(fā)與布局，部分已發(fā)布800V平臺架構(gòu)或規(guī)劃。如起亞EV6全系車型支持400V和800V充電，電量從30%到80%僅14分鐘；現(xiàn)代IONIQ 5最新800V高電壓平臺支持高達(dá)350kW的超大功率充電。
國內(nèi)品牌也大步跟進，包括比亞迪、廣汽埃安、華為、極氪、極星、小鵬、嵐圖、理想等國內(nèi)主機廠也相繼推出或計劃推出800V平臺。
其中，廣汽埃安最新推出的超倍速電池技術(shù)充電電壓達(dá)到880V，充電功率支持480W；吉利極氪001采用800V高壓系統(tǒng)，支持最高360kW超級快充；東風(fēng)高端品牌嵐圖宣布研發(fā)超高壓平臺的超級快充技術(shù)等。
400V向800V電壓架構(gòu)邁進，快充高壓條件下車上，包括電池包、電驅(qū)動、PTC、空調(diào)等都需重新適配，同時充電槍、線、直流接觸器和熔絲等也要重新選型，這就對供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)提出了新的挑戰(zhàn)。
電池端來看，動力電池快充性能的掣肘在于負(fù)極領(lǐng)域，一方面石墨材料的層狀結(jié)構(gòu)，鋰離子只能從端面進入，導(dǎo)致離子傳輸路徑長；另一方面石墨電極電位低，高倍率快充下石墨電極極化大，電位容易降到0V以下產(chǎn)生析鋰。
解決方案通常有兩種，一是石墨改性，采用表面包覆、混合無定型碳，無定型碳內(nèi)部為高度無序的碳層結(jié)構(gòu)，可以實現(xiàn)Li+的快速嵌入；
二是采用硅負(fù)極，其理論容量高（4200mAh/g，遠(yuǎn)大于碳材料的372mAh/g），且嵌鋰電位高，析鋰風(fēng)險小，能夠容忍更大的充電電流（Si:0.4V vs C:0.1V）。
此外，800V平臺電池串聯(lián)數(shù)量較多，一旦電池間存在差異性，電池使用壽命將受到影響，因此對電芯生產(chǎn)工藝及產(chǎn)品一致性要求極高。
目前，包括寧德時代、蜂巢能源、孚能科技、比亞迪動力電池企業(yè)已相繼入局。
蜂巢能源旗下短刀片電池全品類提供包括蜂速4C快充技術(shù)、面向未來的800V電池系統(tǒng)、適應(yīng)800V高壓平臺的高效熱管理技術(shù)、冷蜂熱阻隔技術(shù)，其中L300主打2.2C～4C快充體系，適配800V高端車型。
實現(xiàn)路徑上，蜂巢能源在負(fù)極領(lǐng)域研發(fā)原料種類及選擇技術(shù)、原料破碎整形技術(shù)、表面改性技術(shù)及造粒技術(shù)等多項技術(shù)。
其中，表面改性技術(shù)采用液相包覆技術(shù)石墨表面包覆無定形碳，降低阻抗，提升鋰離子的通道，使其阻抗降低20%，而造粒技術(shù)能夠精確控制粒徑間的形貌、取向等造粒技術(shù)，滿電膨脹降低膨脹3-5%。
孚能科技自主研發(fā)的800V超充超壓平臺技術(shù)可達(dá)2.7C，整包充電等效2.2C，這意味著SOC 10%-80%充電僅需15分鐘，預(yù)計2022年10月正式進入量產(chǎn)階段。
而“老大哥”寧德時代也早已低調(diào)入局。其新快充技術(shù)能充分發(fā)揮自主研發(fā)的快充型電芯的快充性能，最快5分鐘充至80%電量。目前其超快充技術(shù)已經(jīng)涵蓋電子網(wǎng)、快離子環(huán)、各向同性石墨、超導(dǎo)電解液、高孔隙隔膜、多梯度極片、多極耳、陽極電位監(jiān)控等。
其中，寧德時代導(dǎo)入各向同性技術(shù)，使得鋰離子可以從360度嵌入石墨通道中，實現(xiàn)充電速度的顯著提升；此外其通過對陽極電位的監(jiān)控，實時調(diào)整充電電流，確保電池在最大充電速度的過程中不會析鋰，從而能做到極限的充電速度。
除此之外，越來越多的電池企業(yè)也在積極加快800V高電壓快充電池的研發(fā)及技術(shù)投入。
除電池環(huán)節(jié)以來，包括電驅(qū)動、樁、功率器件升級供應(yīng)鏈配套已經(jīng)初步形成。
如華為、博格華納、采埃孚、匯川技術(shù)、已陸續(xù)發(fā)布800V電驅(qū)動系統(tǒng)；海立、奧特佳、科博爾、華工新高理、比亞迪已具備 800V 電動壓縮機、PTC 等的生產(chǎn)能力；此外巴斯夫、永貴、中航光電、泰科等企業(yè)也具備批量化生產(chǎn) 800V 線纜及端子的能力。
其中，華為推出的業(yè)內(nèi)首個AI閃充動力域全棧高壓解決方案，基于800V左右平臺架構(gòu)，包含了高壓車載充電系統(tǒng)、高壓異步電驅(qū)動系統(tǒng)、高壓同步電驅(qū)動系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)、直流快充模塊、三電云及高壓熱管理系統(tǒng)。
值得一提的是，政策端也在為高電壓超快充的普及掃清最后一道屏障。
目前被國際上廣泛接受的電動汽車直流充電技術(shù)，而無論是ChaojiCHAdemo或是CCS，均已樹立450kW以上的充電功率目標(biāo)，這意味著要打破原有的電壓和電流的限制，為充電樁企業(yè)和車企指明了前行的方向。
行業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)測，未來2年是主機廠品牌向上的最佳時間窗口期，高端車型密集推出，軍備賽開啟。屆時，國內(nèi)市場高壓平臺車型自2021年逐步上市，到2023年密集增長，預(yù)計2025年高壓車型市場預(yù)計累計增長至超393萬輛。
可以預(yù)見的是，市場空間足夠大，但高電壓快充技術(shù)最終落地，單一企業(yè)孤軍奮戰(zhàn)不可能完成，不僅需要車、電池、樁三方聯(lián)動，也迫切需要整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同共進，共同構(gòu)建電動車高壓架構(gòu)生態(tài)，加速推動電動汽車向大功率快充時代邁進。
（轉(zhuǎn)載）
