顛覆式技術：800伏充電系統將會成為主流

撰文

/ 張 鷗

編輯

/ 吳 靜

設計

/ 趙昊然

/ Automotive News，作者：Peter Sigal，題圖：ioniq5（現代官網）

2021年，全球電動汽車銷量佔到乘用車總銷量的9%。

為了提高這一數字，除了大筆投入新的商業版圖，加速開發、製造和宣傳電動化，汽車製造商和供應商也在絞盡腦汁為下一代汽車元件做準備。

例如，固態電池、軸流電機以及800伏電氣系統——該系統有望將充電時間縮短一半，大幅減少電池尺寸和成本，並提高傳動系統的效率。

到目前為止，只有少數新車使用800伏系統，而不是普遍的400伏。

已經進入市場的800伏系統車型有：保時捷Taycan、奧迪E-tron GT、現代Ioniq 5和起亞EV6。Lucid Air豪華轎車使用了900伏的架構，不過行業專家認為，從技術上講，它其實是800伏系統。

起亞EV6使用800伏電氣系統 ▼

在電動汽車零部件供應商們看來，到2020年代末，800伏的電池架構將成為主導技術，特別是伴隨著越來越多的專用800伏架構全電動平臺出現，如現代汽車的E-GMP和大眾汽車集團的PPE。

現代汽車E-GMP模組化電動平臺由大陸集團（Continental AG）分拆出來的動力總成公司Vitesco Technologies提供800伏逆變器；大眾集團PPE是旗下奧迪和保時捷共同開發的電池架構為800伏的模組化電動汽車平臺。

“到2025年，使用800伏系統的車型將越來越常見。”技術研發公司吉凱恩電動傳動系統部門總裁德克·凱塞爾格魯伯（Dirk Kesselgruber）說。吉凱恩也是幾家採用該技術的一級供應商之一，提供800伏的電動車橋等元件，並著眼於2025年量產。

他告訴《歐洲汽車新聞》，“我們認為800伏系統會成為主流。現代汽車也已經證明了它在價格上同樣具有競爭力。”

在美國，現代IQNIQ 5起價為43650美元，較2022年2月電動汽車60054美元的均價更接地氣，能夠被更多消費者所接受。

Vitesco公司創新電力電子主管亞歷山大·賴希（Alexander Reich）在接受採訪時說：“800伏是純電動汽車發展中合乎邏輯的下一步。”

除了為現代E-GMP模組化電動平臺提供800伏逆變器，Vitesco還拿到了其他大合同，包括為一家主要的北美汽車製造商提供逆變器，為中國和日本的兩家領先電動汽車製造商提供電動機。

美國汽車零件供應商博格華納的首席技術官哈利·赫斯特德（Harry Husted）透過電子郵件表示，800伏電氣系統領域的增長速度超過了幾年前的預期，客戶也逐漸產生了濃厚興趣。該供應商同樣贏得了一些訂單，包括為一家中國豪華品牌提供整合驅動模組。

為什麼800伏是“合乎邏輯的下一步”

與現有的400伏系統相比，800伏系統有哪些亮點？

首先，它們可以在較低的電流下提供相同的功率。用同樣的電池尺寸將充電時間提高50%。

因此，作為電動汽車中最昂貴的部件，電池可以做的更小，在整體重量減少的情況下將效率提高。

採埃孚公司電氣化動力系統技術高階副總裁奧特馬爾·沙勒（Otmar Scharrer）說：“電動汽車的成本還沒有達到與燃油車相同的水平，較小的電池會是一個不錯的解決方案。而且，為Ioniq 5這樣的主流緊湊車型配備非常大的電池本身也沒有意義。”

賴希說：“透過加倍的電壓和相同的電流，汽車可以得到兩倍的能量。如果充電時間足夠快，電動汽車也許就沒有必要耗費時間追求1000公里的續航能力了。”

同樣使用800伏電氣系統的保時捷Taycan ▼

其次，由於更高的電壓以更小的電流提供相同的功率，電纜和電線也可以做得更小、更輕，減少昂貴且沉重的銅的消耗。

損失的能量也會相應減少，帶來更好的續航能力，提高電機效能。而且不需要複雜的熱管理系統來確保電池在最佳溫度下工作。

最後，當與新興的碳化矽微晶片技術搭配使用時，800伏系統可以將動力總成效率提高多達5%。這種晶片在開關時損失的能量少，並且對於再生制動特別有效。

供應商們表示，由於新的碳化矽晶片使用較少的純矽，成本可能降低，能夠向汽車行業提供更多的晶片。因為其他行業往往使用全矽晶片，會與汽車製造商在半導體生產線上你爭我奪。

“總之，800伏系統的發展至關重要。”GKN的凱塞爾格魯伯總結道。

800伏的充電站網路佈局

這裡出現了另一個問題：大多數現有的充電站是基於400伏系統，採用800伏系統的汽車真的有優勢嗎？

行業專家們給出的答案是：有。儘管車輛需要一個基於800伏的充電基礎設施。

赫斯特德說：“現有的大部分直流快速充電基礎設施是為400伏的車輛準備的。為了實現800伏的快速充電，我們需要最新一代的高電壓、高功率直流快速充電器。”

這對家庭充電來說不是問題，但到目前為止，美國速度最快的公共充電網路仍舊有限。賴希認為這一問題對於高速公路充電站來說就更難了。

然而在歐洲，800伏系統充電網路則正在崛起，Ionity在歐洲擁有許多800伏、350千瓦的高速公路充電點。

Ionity EU是一個多家汽車製造商合作的電動汽車高功率充電站網路專案，由寶馬集團、戴姆勒公司、福特汽車和福斯汽車創立。2020年，現代汽車加入成為第五大股東。

採埃孚的沙勒說：“800伏、350千瓦的充電器意味著100公里的充電時間是5-7分鐘。這也就是喝一杯咖啡的功夫罷了。”

“這確實是一個顛覆性的技術。它也會幫助汽車行業說服更多人接受電動汽車”。

根據保時捷最近的一份報告，在一個典型的50千瓦、400伏的電站中，增加250英里的續航能力需要大約80分鐘；如果是100千瓦，則需要40分鐘；如果對充電插頭進行冷卻（成本、重量和複雜性都會增加），可以進一步將時間縮短至30分鐘。

報告總結道：“因此，在尋求實現更高速充電的道路上，向更高電壓的轉變是不可避免的。”保時捷認為，如果採用800伏的充電電壓，時間將降至15分鐘左右。

像加油一樣方便快捷的充電——這一目標有很大可能實現。

奧迪E-tron GT是少數使用800伏系統的新車之一 ▼

保守行業中的先驅者

如果800伏技術確實如此優秀，那麼值得一問的是，為什麼除了前邊提到的幾款車型，其他幾乎所有的電動汽車仍然基於400伏系統，連市場領導者特斯拉和大眾也不例外呢？

沙勒和其他專家將原因歸於“便利性”和“做行業第一人”。

典型的房屋使用380伏的三相交流電（電壓率實際上是一個範圍，而不是一個固定數值），所以當汽車製造商開始推出插電式混合動力車和純電動汽車時，充電基礎設施已經存在了。而第一波電動汽車建立在為插電式混合動力車開發的元件上，這些元件基於400伏系統。

沙勒說：“當所有人都在使用400伏電壓時，代表著這就是各地基礎設施中現有的電壓水平。它是最方便的，即時可用的。因此大家也就不會想太多，直接決定了。”

凱塞爾格魯伯認為保時捷是800伏系統的先驅，因為它更加註重效能而不是實用性。

保時捷敢於重新衡量這個行業從過去延續下來的東西。他會問自己：“這是否真的是最佳方案？”“我們是否可以從頭開始設計？”這也正是作為一個高效能汽車製造商的魅力所在。

行業專家們紛紛認為，更多800伏的電動汽車進入市場只是時間問題。

技術上的挑戰不多，但部件需要開發和驗證；成本或許是一個問題，但隨著規模的擴大、更小的電池和更少的銅的採用，低成本也會很快到來。

沃爾沃、Polestar、Stellantis和通用汽車已經表態，未來的車型將使用該技術。

大眾集團正計劃在其800伏的PPE平臺上推出一系列汽車，包括新Macan和基於新A6 Avant E-tron概念車的旅行車。

許多中國的汽車製造商也已經宣佈，將轉向800伏架構，包括小鵬汽車、蔚來汽車、理想汽車、比亞迪以及吉利旗下的蓮花汽車。

“有了Taycan和E-tron GT，你就有了具有一流效能的車輛。而Ioniq 5則充分證明了成為一輛實惠的家庭汽車的可能性。”凱塞爾格魯伯最後說到，“如果這幾款車可以做到，那麼每一款車都可以做到。”

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