【1 800V 高电压平台风口已来】
新能源车技术发展的重点之一是提高补能效率，800V高压快充平台离我们越来越近了。部分消费者买新能源车的时候，会担心续航能力和补能效率。现在大部分电动车续航里程都不到700公里，在电池能量密度短期内很难大幅提高的情况下，很多厂商都开始补能效率了。目前大部分新能源汽车用的是400V电压平台，2019年保时捷发布了全球第一款搭载800V电压平台的汽车，开启了800V高压平台的时代，这几年我国车企也掀起了新一轮发布800V平台汽车的热潮，像比亚迪、小鹏、吉利这些车企都参与其中。以后，随着800V高压平台相关配套设施越来越完善，新能源车用户的补能焦虑会降低，电动车也会进入全面快充时代。
1.1 在国内，新能源的渗透率差不多达到30%了，保有量也超过了千万辆。
我国新能源车市场发展得特别快，新能源车的保有量已经超过了一千万辆。我国是世界上最大的汽车生产国，老百姓对新能源车越来越接受了。2022年的时候，我国新能源车的产量是704.1万辆，销量是687.2万辆，跟之前相比，产量和销量都翻了一倍增长呢。到2022年12月底，我国新能源车保有量是1310万辆。
我国新能源车的渗透率已经超过20%了。2022年1月的时候，国务院印发了《“十四五”节能减排综合工作方案》，方案里提到，到2025年，新能源新车的销售量要达到汽车新车销售总量的20%左右。2022年，我国汽车的产量是2702.1万辆，销量是2686.4万辆，产量同比增长3.4%，销量同比增长2.1%。新能源汽车的产量和销量在新车里所占的比重分别是26.1%和25.6%，这么看的话，2025年20%的渗透率目标已经提前实现了。我国新能源车市场是以纯电动车为主的，占比大概是75%。新能源汽车能分成纯电动汽车（EV）、混合动力汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）、增程式电动汽车（REEV）和燃料电池汽车（FCEV）。2022年12月，我国新能源乘用车的销量是75万辆，这里面EV是56.3万辆，PHEV是18.7万辆，EV的占比能达到75%。现在我国新能源汽车市场还是以纯电动汽车为主。
续航里程的提升和补能效率的加快，是两个重点技术发展方向。
新能源车的潜在消费者主要担心里程焦虑和充电不方便的问题。纯电动汽车的运行方式是，先从电网获取电能，然后把电能存到动力电池里，最后用存好的电能给驱动电机供能。要是不考虑发电厂那边的化石能源消耗和排放的话，纯电动汽车是既不烧油又零排放的清洁能源车。新能源车现在虽然发展得很快，但有些消费者和传统燃油车一比较，买新能源车还是会有顾虑，主要就是续航里程和充电方不方便的事。所以呢，在新能源车的技术发展进程里，提高续航里程和加快充电速度是两个很重要的方向。
续航里程要怎么实现呢？可以靠增加单车带电量和让车辆轻量化来达成。
2020 - 2022年，新能源乘用车单车带电量一直在往上走。动力电池联盟的数据显示，2020 - 2022年国内纯电动乘用车单车带电量依次是48.04/48.58/50.51kwh，逐年在提高呢，新能源车一直把高续航当作技术进步要追求的方向。
新能源车要是想提升续航里程，可以给电池扩容或者使用轻量化材料。在现在的市场上，那些常见的造车新势力厂商，它们造的大部分新能源汽车续航里程都不到700公里。就像小鹏P5，续航里程有460公里和600公里这两种；特斯拉Model 3的续航里程呢，是从468公里到675公里。所以啊，对于新能源车企来讲，如果想让汽车的续航能力再提高一些，能够满足在城市之间长距离行驶的需求，要是不考虑加装增程器的话，就可以给电池扩容或者在整车上使用轻量化材料，靠减轻重量来减少能耗，这样就能提升汽车的续航里程了。
（2）补能效率方面，高电压平台是短期内解决补能焦虑的最佳办法。
新能源汽车补能有换电和充电这两种模式，充电模式是主要的。换电或者充电模式按地理位置来看，能分成固定式（换电模式下的固定式就是换电站）和移动式。
换电补能效率高，各个车企都推出了中长期规划，加大力度布局。
蔚来汽车是换电模式的代表厂商，这种模式补能效率挺高的。电动汽车的换电模式呢，就是在那种集中型充电站，把大量电池集中存起来，一块儿充电，再统一配送，然后在电池配送站给电动汽车换电池。和充电模式比起来，换电模式补能更快，它有底盘换电、侧方换电和分箱换电这几种类型。底盘换电能在不影响车体前后轴重量的前提下，全自动换电，换电时间大幅减少，现在蔚来汽车和奥动新能源都用这种底盘换电的方式。2022年，咱们国家新能源换电汽车的销量差不多增加了近1倍，全国换电站保有量已经超过1973座了。在国际上，像以色列、加拿大、澳大利亚这些国家，换电模式也有一定的推广和应用，东京还推出了充换电结合的电动出租车运营服务呢。到2022年底，中国建成了1973座新能源汽车换电站，其中蔚来建了1300座，奥动新能源建了565座，杭州伯坦建了108座。
国内换电市场经过多年摸索，已经慢慢有了两种比较成熟的“车电分离”商业模式，一个是蔚来BaaS模式，另一个是杭州伯坦的“电池银行”模式。蔚来BaaS模式呢，主要是蔚来和宁德时代以及出资方一起成立电池资产管理公司，这个公司负责换电站的运营管理，还有废旧电池回收这些事，蔚来汽车每个月会提供4 - 6次免费换电服务。“电池银行”模式是这样的，电池银行和整车企业签合作协议，电池银行出钱买电池，消费者就买不含电池的整车，之后通过租赁的方式得到电池的使用权。
对用户来讲，换电模式有三个大优点：补能特别快，补能时间大幅缩短。在换电模式里，每次换电花费的时间不到5分钟，补能的感觉和燃油车差不多；车电分离能减少购车成本。新能源汽车整车成本里，动力电池占了30% - 40%，采用换电模式把车和电分开，消费者一开始买车的成本就能明显降下来，购买的门槛也变低了。像蔚来汽车推出的电池租用服务BaaS（Battery as a Service），能给客户省7万或者12.8万呢；还能延长电池的使用时长。在换电模式下，换电站的运营商会对电池统一进行监控和管理，这样不但安全更有保障，而且运营商进行均衡优化也能让电池用得更久。
各个企业都出台了中长期的规划，加大换电布局的力度。蔚来打算到2025年的时候，在全球有4000座换电站；奥动新能源2021 - 2025年的发展规划是建1万个以上20秒就能换好电的极速换电站；另外呢，吉利汽车、力帆集团、中石化、协鑫能源、国家电投等也都相继推出了和换电有关的中长期发展规划。
2、充电这事儿啊，和提高电流比起来，提高电压更顺应未来的发展趋势呢。
充电模式能分为固定充电和移动充电这两种，在固定充电里，按照所采用的充电装置来看，可以分成用三孔插座、交流充电桩和直流充电桩等不同情况。
三孔插座。
家庭用的三眼插座有10A和16A这两种规格，它们对应的功率分别是2.2kW和3.5kW。要是用16A规格的插座，充30度电差不多得8.5个小时。
2）充电用的桩子
交直流充电桩有个区别，就是把交流电转成直流电所需要的整流器，它的位置不一样。动力电池充电只能用直流电，电网输出的是交流电，能把交流电变成直流电的部件就是整流器。用交流充电桩的时候，电动车里的整流器会把交流电变成直流电；直流充电桩自己就带着整流器，直接把输出的电流转成直流电，这样就能给电池充电了。
交流充电桩，因为电动车车内空间有限，它的车载充电装置不能做得太大，所以现在主流的额定输入电流一般就16A或者32A，这样对应的充电桩功率是3.5kW和7kW。要是用7kW功率的充电桩充30度电的话，大概得花4个小时。虽然交流充电桩充电的时间比直流充电桩长，可是交流充电桩安装施工比较容易，所以更多是用在小区停车场里。
直流充电桩呢，整流器是装在充电桩里的，它不会受到小空间的限制，所以功率比交流充电桩要高。充电的时候，充电桩得提供跟电池匹配的电压。按照国标，直流充电最大输出电流是250A，电压是400V的情况下，电动车充电功率能达到100kW，这可比交流充电桩的7kW高多了。
1.3 高电压平台在短期内是解决补能焦虑的最好办法。
电动车要是靠充电补能的话，想让充电速度变快，其实就是得提高充电功率。按照电功率公式P = UI来说，把电流或者电压提高了，充电功率就能提高了。
国标规定要限制最大电流输出，要是提高电流的话，可能会使电阻元件退磁。
按照国际标准，电流最多只能提到250A，所以在400V的电压下，充电功率不会超过100kW。从电功率公式来看，提高电流能增大功率，可现在这事儿受两方面因素限制。一方面，国标规定直流充电输出电流不能超过250A（车企要是自己建充电桩就不受这限制）。就现在来说，国内热门车型的电压平台大多在400V上下，这样算下来，充电功率最多也就是100kW，充电时间一般得半小时到1小时。特斯拉是靠提高电流来加快充电速度的典型车企。特斯拉用提升电流的办法提高充电功率，它第一代超充桩电流是250A，到了第三代，峰值工作电流超过600A了，超充功率就从100kW提到250kW了。有些车型在峰值功率状态下，15分钟能增加大概250km的续航里程。特斯拉预计第四代超级快充功率能达到350kW。现在在中国大陆，特斯拉已经开放使用1100多座超级充电站和8600多个超级充电桩了。
大电流会让热管理和线束等面临更高要求，超充的峰值功率只在充电的前半段才有。电流持续升高时，电池包热量会明显增加，这样一来，电池的热管理系统和线束就得满足更高的要求了。从Model S Plaid在V3超充桩的充电曲线能看出来，特斯拉的超级快充不会一直是250kW的峰值功率，只有充电量在10% - 32%这个范围才会维持250kW，充电量到40%、50%、60%的时候，充电功率分别是180kW、140kW、115kW。800V高压平台能让快充维持更久。华为智能电动领域总裁王超分享的研究发现，要是采用低压大电流模式，最大功率充电就只在10% - 20%SOC这个时段，在其他时段充电功率下降得很快。但要是800V高压模式，最大功率快充能在30% - 80%SOC这个时段实现。所以和低压大电流比起来，800V高压模式能支持更久的快充。
电流提高的第二个受限因素是可能会使电阻元件出现退磁现象，提高电压的话，在相同功率下能降低退磁风险。电动汽车行驶时，电能转化成机械动能的同时会有热损耗。永磁同步电机拿永磁体当转子，在旋转磁场的作用下，转子的运动和定子的磁场是同步的。永磁同步电机作为一个很大的电阻元件，工作时会产生好多热量，温度要是超过180℃，电机就会退磁，这会影响电机的工作效率，甚至把产品弄坏。所以提高平台电压，在相同功率下就能让电流降低，这样在电阻不变的情况下，电机产生的热量就会减少，退磁风险也就降低了。
拉高电压：快充时代大幕拉开。
电流降低不但能减少能量损耗，还能让线束截面积变窄，这样整车重量也能减轻。要是电流不变，把电压从400V提到800V，在国标规定的250A电流限制下，输出功率就能从100kW提升两倍达到200kW，充电时间就会大大缩短。高电压平台除了能提高输出功率，还能减少能量损耗，就是说输出功率一样的时候，电压升高了电流就会降低。按照焦耳公式 = 2，电压要是变成原来的2倍，电流就会降到原来的1/2，那能量损耗就会降到1/4。所以提高电池电压能提升整个系统的效率。还有啊，电流大的时候，电动车得用横截面大的高压线束来承受大电流，电流降下来了，线束的截面积就可以跟着变小，这样既能降 低线束成本，又能减轻整车重量。现在大部分新能源汽车用的是400V电压平台，跟100多年前的汽车比起来，电压可是增大了几十倍。世界上第一辆蓄电池汽车出现在20世纪10年代，虽然电压只有6V，但这是进入“电气化”时代的标志。从那以后，工程师在车上加了各种各样的用电器件，像车灯、照明这些，车载用电功率需求就快速增长起来了。20世纪50年代，蓄电池电压从6V升到12V，而且用了好几十年呢。
电动汽车对电压平台的要求可比燃油车高多了。2011年的时候，德国的五大汽车品牌，也就是奥迪、宝马、奔驰、保时捷和大众一起推出了48V系统，这个系统能满足燃油车车载电压的需求，但是对于没有发动机和变速箱的电动汽车来说就不行了。电动汽车的动力电池包电压能超过100伏，再加上配电盒、OBC、DCDC、电驱、PTC、空调和充电口这些东西，得有250V的电压平台才能让电动车正常使用。2019年，保时捷推出了世界上第一款搭载800V电压平台的纯电动汽车Taycan。充电功率要是提高到270kW的话，只要23分钟就能把Taycan的电量从0充到80%。而且，高压不光能让充电效率提高，还能提升全车的性能呢。保时捷Turbo S车型里有两台永磁同步电机，能产生高达460kW的输出电压，最高时速能达到260km/h，百公里加速只要2.8秒。在保时捷的影响下，行业里好多厂商都开始布局800V的高电压平台了。
1.4 国内外的车企都纷纷进入这个领域了，800V高压平台的大幕已经拉开。
保时捷开启了800V高压平台的时代，我国车企也跟着掀起新一轮发布热潮。这几年，比亚迪、吉利、现代、广汽、小鹏、极狐等车企接连发布了搭载800V高电压平台的车型，像小鹏、比亚迪等都打算在2022年量产800V平台车型。现在市面上有保时捷Taycan、奥迪e - tronGT、现代IONIQ 5和起亚EV6这些采用800V平台系统的车型。Lucid Air豪华轿车虽然是900V架构，但从技术层面来说还是800V系统。
小鹏汽车。
小鹏汽车的800V平台在车、桩、站这三端都下了功夫，全方位提高电动车的充电效率。在车端呢，小鹏汽车是中国第一个量产800V高压SiC平台的，最大能支持600A电流输出，电驱动效率在95%以上，做到了“充电5分钟，续航200公里”。桩端方面，小鹏汽车自己研发的480kW高压超充桩，电量从10%充到80%只要12分钟，而且在建设的时候很注重轻量化设计。站端呢，小鹏自己研究的储能充电技术，确保了高功率超充站能正常运行。
2、当代的汽车。
现代汽车推出了E - GMP平台，这个平台配备着全球第一个800V的高压充电系统呢。2020年12月的时候，现代汽车就发布了E - GMP平台（也就是Electric - Globa lModular Platform，电动化全球模块型平台），它装着全球首个800V高压充电系统。基于E - GMP平台造出来的电动汽车是四轮驱动的，能让百公里的加速时间缩短到3.5秒，最高速度能到260km/h，续航里程（按照NEDC工况来算）能达到600km。有高电压帮忙，电动汽车充电14分钟就能充到80%。E - GMP平台用的是多合一电驱动系统，还用上了SiC功率器件，跟常规的硅基功率器件比起来，它的效率能提高2 - 3%，续航里程也能延长大概5%。
3、东风岚图。
东风岚图自己研发了800V高电压平台，充电10分钟就能跑400公里。2021年9月的秋季发布会上，东风岚图对外展示了自家研发的800V高电压平台和超级快充技术。它最新的800V高压超级快充技术呢，是一种全新的高压系统架构，电池和用电设备都是800V的高压系统，没有多余的升压装置，这里面包含超级快充系统、超低的系统能耗、高性能电池、SiC电驱总成，还支持无线充电。整车用的高性能电池是4C电芯，有360kW超级充电桩帮忙的话，充电速度能提高125%，10分钟充电就能续航400公里。
4、比亚迪。
比亚迪的纯电专属平台e平台3.0，充电5分钟就能跑150公里。2021年9月的时候，比亚迪发布了这个e平台3.0。这个平台标配全球首创的八合一电动力总成，零到百公里的加速最快只要2.9秒，综合续航里程最大能超过1000千米。还有，它有800V闪充技术，电动车用这个技术充电5分钟就能跑150千米，而且在冬天的时候，续航里程最多能提高20%。
吉利极氪。
吉利极氪001充电5分钟就能跑120公里。2021年4月的时候，吉利旗下的高端纯电品牌极氪推出了首款车型，就是极氪001。这个车是基于SEA浩瀚架构造出来的第一款量产车。它有400V和800V这两种电压架构，电量从10%充到80%需要30分钟，要是充电5分钟的话，大概能开120公里。还有啊，这个车装了带液冷温控管理系统的“极芯”电池包高倍率充电电芯，充电倍率能达到2.2C这么高，最大充电电流有600A呢。
广汽极狐。
极狐阿尔法S华为HI版有800V的高压平台，在这个平台下，充电10分钟就能开200公里。2022年5月极狐阿尔法S华为HI版上市了，它靠着国内第一个800V高压量产车平台，充电功率最高能到187kW，充10分钟电差不多能开200公里，电量从30%充到80%只要15分钟。
7、广汽埃安
广汽埃安用A480超级充电桩充电，5分钟就能让车续航200公里。2021年8月的时候，广汽埃安推出了超倍速电池技术还有A480超级充电桩。超倍速电池电压能到880V，最高充电功率是480kW。在配套的A480超级充电桩这儿，能实现6C的高倍率充电，充5分钟就能让续航里程增加200km。
【2 800V 高电压平台带动产业链环节升级】
虽然提高电压能减少电动车的充电时长，可这项技术升级其实是个复杂的系统工程。现在大部分已有的直流快充设施基本都是给400V汽车用的，所以要想建成800V平台的生态，除了得把车内的配件改造升级，还得在外面配上相应的充电设施。车内配件包括核心三电系统、空调压缩机、DCDC（直流变压器）、OBC（车载充电机）这些部件，外面配套的就是充电桩和充电站之类的。
1、电瓶。
电压高的时候会出现析锂现象，这会让电池容量减少，甚至可能造成安全事故。对电池来说，调整电芯串并联的数量就能调整电压，可关键是怎么确保电池在高电压、大电流时的安全性和使用寿命呢。因为充电电压或者电流太高的话，锂电池电极材料和电解液的稳定性就可能下降，电池副反应会增多，负极表面会析锂，这样锂离子电池的内阻就变大了，容量减少，还可能有火灾、爆炸这些安全问题。要是想实现4C及以上的充电倍率，就得在电池材料、高精度控制的BMS这些方面有所突破。现在主流的动力电池包能支持2C充电倍率，使用电解液添加剂、各向同性石墨、石墨烯这些材料，可以在一定程度上提高电池材料的电导率，让高电压下三元材料的稳定性变好。但这些办法不能从根本上防止副反应的发生，要想实现4C甚至更高充电倍率的超快充，还是得在电池材料、高精度控制的BMS（电池管理系统）等方面有突破才行。
我国的动力电池厂商已经在加快布局800V高电压平台市场了。800V高电压平台建设，动力电池是很重要的一环，现在国内的厂商已经开始布局这个方面了，像宁德时代、孚能科技和蜂巢能源这些厂商都在其中。
2、电动驱动系统
SiC有高耐压、低导通损耗和低开关损耗这些特性，所以更适合用在800V高压平台的电动汽车上。电压升高后，对绝缘能力、耐压等级还有爬电距离的要求就更高了，这里面难搞的是电机控制器的核心元件，也就是功率半导体器件。在现在符合车规级标准的功率半导体器件里，最常见的硅基IGBT的耐压等级在600 - 750V。要是直流母线电压提高到800V以上，那对应的功率器件耐压等级就得提到1200V左右了。在这种情况下，SiC因为自身有高耐压、低导通损耗和低开关损耗的特性，就更适合800V高压平台的电动汽车了。而且SiC在1200V电压下能选MOSFET封装，这样耐压等级就能扩展到1200V了。不过现在SiC在产能和成本上还比不上IGBT，所以SiC要普及还得花些时间。另外，电压升高除了影响电池和电驱动系统外，对空调压缩机、PTC、DCDC和车载充电机这些部件也都提出了更高的要求。
2.1 800V高压平台特别需要提升负极性能。
锂离子电池快充会受负极析锂的限制。锂离子电池充电的时候，Li+会从正极脱嵌然后嵌入负极。可要是有一些不正常的情况，像负极嵌锂的空间不够、Li+嵌入负极时阻力太大、Li+从正极脱嵌太快但又不能等量嵌入负极，那没办法嵌入负极的Li+就只能在负极表面得电子，这样就会形成银白色的金属锂单质，这就是“析锂”现象。析锂不但会让电池性能变差，循环寿命也会大大缩短，还会限制电池的快充容量，而且这种影响基本上是没法恢复的。另外，析锂还可能造成燃烧、爆炸这种很严重的后果。所以说，锂离子电池快充受到负极析锂的限制，要是想提高充电效率就得降低析锂出现的可能性。
锂离子电池的负极材料大体上有碳基和非碳基这两种。碳基负极材料呢，电化学性能不错，材料也容易获取，还很便宜，所以现在用得最普遍。
目前，要降低锂电池负极在高压状态下析锂的可能性，主要有两种方法，一个是对石墨进行改性，另一个就是使用非碳基负极材料。
1、石墨的改性。
主要有氧化改性、包覆改性和刻蚀改性这三种方法。1）氧化改性：氧化处理有气相和液相这两种。气相氧化主要是在气体和石墨接触的界面起反应。氧化能够改善石墨的表面结构，有助于提高容量，还能减少不可逆容量损失，这样循环性能就提高了。不过气相氧化有个毛病，只有气体和石墨接触的表面才能被氧化，要是接触面小的话，氧化效果也就差了。液相改性是在液相体系里进行氧化的过程。因为反应在液相里发生，所以能通过调节液体浓度来把控氧化程度，制出来的样品均匀性挺好。跟气相氧化比起来，液相的方法更简单，可它也有不足，就是需要后处理，而且氧化剂对设备有一定的腐蚀性。2）包覆改性：石墨和无定形碳各有优缺点，所以能把它们结合起来。在高电压平台下，无定形碳内部的无序碳层结构能让Li+快速嵌入。3）刻蚀改性：用强碱刻蚀石墨能让石墨表面形成孔洞。孔洞增多能大大增加锂离子嵌入和脱出的位点数量，还能缩短锂离子电池里锂离子的扩散距离。
2、把硅基材料用作负极。
硅基材料的容量能达到4200mAh/g，这可比碳材料的372mAh/g高多了。硅基材料嵌锂的电位比较高，析锂风险比较小，所以跟碳材料电池比起来，它能承受更大的充电电流。
2.2 800V的高压平台会推动充电桩和储能配套设施的建设。
桩车保有量比值低对800V高电压平台发展有利。就充电桩来说，2022年我国充电基础设施增加了259.3万台，桩车增量比是1:2.7，虽然这个数跟2021年的1:3.7比起来有所提高，但还是低于我国车桩比1:1的目标。到2022年12月，我国充电桩保有量是179.7万台，新能源车保有量是1310.0万辆，桩车保有量比值为1:7.3，充电桩有较大缺口，这对我国800V高电压平台行业发展有好处。现在好多车企都推出了适配高电压平台的超充桩。小鹏汽车自己研发的480kW高压超充桩，电量从10%充到80%只要12分钟；岚图汽车靠着360kW超级充电桩，充电速度能提高125%，充电10分钟就能续航400公里；广汽埃安发布的A480超级充电桩，电压能到880V，最高充电功率是480kW，充电5分钟就能续航200公里。高电压充电桩建设加快，有助于推动搭载高压电平台的电动车快速发展。
800V充电系统要是广泛使用的话，电网会承受一定压力的。800V的高电压能让充电效率大大提高，充电时间也就缩短了。不过现在呢，和800V高电压平台匹配的充电桩没多少。就拿已经有800V高压技术的保时捷Taycan来说，在国标250A电流限制的情况下，最多也就实现200kW的充电功率。所以，一旦800V充电系统广泛应用起来，电网的充电负荷就会面临很大压力。
小鹏汽车自己研究出了储能充电技术，这技术一次能让30辆车不间断地进行大功率充电。2021年10月24日的小鹏科技日那天，小鹏汽车讲了讲快充方面的进展和规划，像800V高压SiC平台、480kW高压充电桩还有储能充电技术这些。800V高压SiC平台的充电峰值电流能超600A，所以最大功率能到480kW。为了确保高功率超充站正常运转，也为了减轻电网压力，小鹏汽车会在站端推出自研的储能充电技术。一次储能就能满足30辆车不间断大功率充电的需求，会用储能超充站和移动储能车这两种方式，靠削峰填谷，在给用户高效补能的同时也减轻电网压力。以后，随着800V高电压平台慢慢普及，储能充电技术也会快速发展起来。
（这篇文章只是用来参考的，不代表我们的任何投资方面的建议。要是想要使用相关信息的话，请查看报告原文。）
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