从量变到质变 高电压平台意味着什么

[车友头条-车友号-保时捷]  

堪称电动车领域的“新基建”

受限于硅基IGBT功率元器件的耐压能力，之前电动车高压系统普遍采用的是400V电压平台。基于该电压平台的充电桩中，充电功率最大的是特斯拉第三代超级充电桩，达到了250kW，工作电流的峰值接近600A。如果想要进一步提高充电功率、缩短充电时间，就需要将电压平台从400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，来实现高压系统的扩容。

800V电压平台搭配350kW超级充电桩所能实现的充电速度，不仅比目前常见的120kW直流快充桩要快上很多，更逐步接近传统燃油车在加油站加油的使用体验了，尤其对于没有家用充电桩安装条件、充电依赖公共充电设施的用户来说是一大利好。而根据业内人士分析，在我国超级充电桩国标落地后，充电桩的最大充电功率有望达到600kW以上，“充电五分钟、续航200公里”也将从一句玩笑变成现实。到那时，你还会担心电动车的充电问题吗？

与此同时，在用电功率相同的前提下，电压等级的提高还将减小高压线束上传输的电流，这将缩减高压线束的截面积，达到降低线束重量、节省安装空间的效果。

结果很简单但过程很复杂

虽然从实现的功能上来说，高电压平台技术看起来并不复杂，只是升高了整车的电压。但对于技术的开发和应用，却是“牵一发而动全身”的大工程。

目前主流的动力电池包，已经能够支持2C充电倍率（充电倍率是充电快慢的一种量度，充电倍率=充电电流/电池额定容量），通过电解液添加剂、各向同性石墨、石墨烯等材料的使用，可以一定程度上提升电池材料的电导率，改善高电压下三元材料的稳定性。但这些方案并不能从根本上避免副反应的发生，如果想要实现4C甚至6C充电倍率的超快充，还需要在电池材料、高控制精度的BMS（电池管理系统）等方面实现突破。

在电驱动系统方面，电压的提高会对绝缘能力、耐压等级以及爬电距离提出更高的要求，将对电气部件的设计和成本带来影响，但在工业电机等领域还是有比较丰富的高压应用经验可以借鉴，主要的难点在电机控制器的核心元件——功率半导体器件。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、效率低的缺点。

只是由于目前在产能和成本方面仍无法与IGBT相媲美，碳化硅器件的普及还需要时间，业内对2025年碳化硅MOSFET的渗透率预期普遍在20%左右，未来几年内IGBT仍将是电驱动系统最主流的功率半导体器件。

在空调压缩机、PTC、DCDC、车载充电机等部件方面，面向高电压平台的开发也在进行中。根据业界人士的分析，相关的量产工作均有望于今年年内完成，一旦产业链趋于成熟，可以快速拉低整个制造成本。

星星充电、普天新能源、特来电等充电服务商，均具备了400kW以上充电桩的技术储备。但目前我国采用的电动汽车充电标准还是2015年颁布的，最大电压和电流分别为950V、250A，最大充电功率被限制在240kW。充电桩新国标的落地，也将进一步推动相关产品的应用。

总的来说，电动车高电压平台技术所需的配套方案已经基本具备，何时进行高电压平台的量产开发工作、以何种方式应用这一技术的问题，已经摆在了各个车企面前。