充电5分钟，续航200公里，压倒燃油车的稻草？

　　＂主要是油车没有那么多麻烦事。＂周深这次十一假期和家人跨省自驾游，他在去年已购置一辆纯电汽车。但考虑到出远门，周深还是觉得油车靠谱。
　　周深说的＂麻烦事＂是纯电车型的里程焦虑。每逢节假日，高速路口的充电桩会彻夜排起长队，有车主在朋友圈自嘲凌晨三点还守在充电桩排队。随着新能源汽车渗透率的增长，＂充电一小时，排队五小时＂成为电车车主新的痛点，直呼＂电动爹＂。
　　增程式国庆充电
　　根据汽车之家发布的《2021中国汽车市场消费趋势洞察报告》显示，有超过6成的消费者认为，充电便捷性是选购新能源车型的首要因素。
　　充电慢、充电难成为电车车主的心病。如何缓解补能焦虑，新能源厂商给出一个方案——800V高压平台，将充电时长缩减一半，实现＂充电5分钟，续航200公里＂的小目标。
　　2019年，保时捷首推基于高压平台的量产车型Taycan。小鹏、极狐、埃安、极氪等国内厂商，大众、奔驰等外资车企纷纷跟进，押宝高压平台。在近期小鹏G9发布会上，小鹏CEO何小鹏扬言要接棒保时捷。
　　招商证券研报指出，800V电压平台可降低电池包充电热量、提升EMC（电磁兼容性），提升效率和续航，让充电补能无限接近燃油车的加油体验。
　　被视为压倒燃油车最后一根稻草的800V快充，能否实现像加油一样便捷？
　　燃油车大限将至？
　　在新能源车渗透率突破20%后，新势力已经开始思考何时取代燃油车。
　　今年8月，何小鹏在超级补能发布会上再次看空燃油车，表示未来超快充+充电桩建设，将改变市场格局。10万元以下燃油车将很被淘汰，10万-20万元区间内燃油车将被混动和纯电车型冲击，混动表现更突出；20万元以上，则是纯电车型将更强。
　　何小鹏替代燃油车的设想，高压平台技术下放以及配套的超级充电桩缺一不可。
　　就像保时捷Taycan，一杯咖啡满电体验，只能使用保时捷专用超充站，其他厂商或者第三方超充桩的充电功率大打折扣。去年11月，特斯拉在荷兰开放部分超充桩，允许非特斯拉品牌车型使用。但根据保时捷Taycan车主发布的体验视频显示，特斯拉超充桩在给Taycan充电时，输出功率在130kW左右浮动，约为V3超充桩峰值功率250kW的一半。
　　第三方充电桩不适配自家车型。因此，主机厂在推出800V车型时，也会配套建设自家超充桩。
　　一般情况下，400V电压平台，峰值充电功率约为250A 400V=100kW。提升充电功率，分化出大电流和高电压两条技术路线。
　　特斯拉、极氪、广汽埃安等厂商押宝大电流。特斯拉相关人士告诉观察者网，特斯拉V3超级充电桩可实现最大600A+的电流。
　　但据安信证券分析认为，大电流的方案难以实现250kW以上的充电功率。大电流会使得电路中的连接器、电缆、电池的电连接、母线排等部件产生较高的热损失，其中电池在大电流充电期间容易发生过载、过热或充电电流受控降额等问题。目前在400V架构下极限电流一般为500A，特斯拉V3超充桩峰值电流超过600A并非全覆盖，仅在5%-27%SOC（系统级芯片）内实现250kW的最大充电功率。
　　而在800V架构中，电流同样为500A，车辆充电功率就已达到400kW，5分补能33kWh。如果按照百公里13kWh耗电量估算，5分钟的补能电量续航里程已接近300公里。
　　因此，800V高电压被看做真正实现快充的最优解。
　　充电时长缩短，意味着车辆不再需要通过大容量电池包缓解里程焦虑，电池包成本也相应降低。
　　同时，国金证券研报指出，800V电驱架构下，整车节能5-10%，能耗损失下降；同时降低车辆电线、电缆中铜的需求，实现车身低成本和轻量化设计。
　　纵有千般好，800V高压平台技术下放仍较缓慢，究其原因，离不开成本二字。
　　牵一发动全身
　　将电压从400V提升至800V，看似只是改变电芯串并联的方式，却是牵一发动全身的设计。
　　对于车辆而言，电压升高意味着大三电（驱动电机总成、控制器总成、传动总成）以及小三电（DC/DC直流变换器、车载充电机OBC、高压配电盒PDU）、空调系统都要适配更高的电压平台，需要重新选型。
　　以保时捷Taycan为例，整车需要为不同的元器件配备不同的电压，包括800V、400V、48V和12V四个电压平台，结构更复杂。仅仅是空调压缩机，就配备一个800V转400V的转化器用于供电，还额外搭载一台直流车载充电泵，将400V的充电桩输出电压升压至800V后再对电池进行充电。
　　同时，车载Si IGBT（硅基功率器件）正在接近材料极限，需要车企选择成本更高的耐压高、损耗低的SiC MOSFET（SiC基功率半导体）。
　　中金证券指出，IGBT关断时会产生拖尾电流，造成较大的开关损耗，因此限制了其高频驱动应用。相比之下，SiC材料能以多数载流子器件如MOSFET实现高压化，避免了开关损耗和频率限制问题。同时，SiC MOSFET有利于轻量化设计，如果将逆变器功率模块由Si模块替换为全SiC模块后，电机重量减轻了40%，尺寸减小了43%。
　　SiC MOSFET什么都好，就是价格太贵。中金证券估算，如果采用Si IGBT方案，功率器件单车价格约1500元，而SiC MOSFET方案下，其价格达到4500元。
　　除了功率器件，800V平台成本提高还包括线束成本、高压直流继电器、薄膜电容等方面。以高压连接器为例，400V平台车型高压连接器在15-20个，单价1000-2000元。而800V平台连接器在25个以上，单价成本提高到2500元以上。
　　各类零部件成本累计导致800V平台车型整车成本高企，背后还包括配套的高压充电桩。因此，车企只愿在高端车型中搭载高压平台。
　　不过，现阶段的电池材料和热管理系统技术是否成熟，能否保障电池安全？
　　根据国际交通通讯杂志发布的调查数据显示，在高倍率充电会使电芯温度短时间内大幅上升，且热分布不均匀，电芯正极区域发热集中；电芯温度过高会加剧电池析锂、SEI累积等问题，缩短电池使用寿命，严重时甚至会出现热失控链式反应，造成较大的安全威胁。
　　同时，电池系统具有明显的短板效应，单一电芯的局部过热将影响整个电池系统运行。因此，高倍率充电需要对电池冷却系统进行升级，提升散热均匀程度，特别需要对发热较为集中的电芯正极区域进行针对性冷却，确保电池的温度一致性。
　　更精细化的热管理成为车企新的研究重点。小鹏汽车相关人士告诉观察者网，小鹏汽车的的电池系统有完善的软硬件防护功能，可以在有异常电压或电流冲击的情况下及时保护电池，避免电池受损。一方面，电芯按照超充倍率专门设计，通过应用先进的6系三元材料与超充热设计，在G9上搭载电芯高倍率充电技术；另一方面小鹏汽车制定了相匹配的系统设计、充放电控制策略及热管理策略，确保电芯在用户使用期间满足电池的全生命周期寿命指标。
　　根据小鹏的规划，2022年底将在北京、上海、深圳、广州、武汉5个城市同步新上线7座小鹏S4超快充站。到2023年，小鹏汽车计划新增超过500座以上的S4超快充站，实现主要重点城市和核心高速沿线的S4站超快充网络覆盖。到2025年，小鹏汽车目标是累计建设2000个小鹏超快充站。
　　未来，随着超充站的铺建以及更多高压平台车型推出，燃油车的好日子不多了。