|
企业新闻联播讯： “现阶段，纯电动汽车和电池技术快速发展后，充换电成为产业发展的短板。”这是中国电动汽车充电基础设施推进联盟理事长董阳近年来不止一次表达的观点。 回顾2021年十一假期，电动车在高速公路服务区的形象深入人心，使得很多电动车转向消费者购买燃油车。根据公开的调研信息，充电不方便、续航里程短已经成为每个消费者购买电动车的痛点。 在此背景下，今年以来，广汽爱安、Xpeng汽车先后宣布充电5分钟，续航200公里，以此打破当前消费者对电动车充电和续航的焦虑。所有涉及的技术无一例外都与800V平台有关。 800V是什么？ 根据《使能快充:一项技术差距评估》中做的一个实验:在525英里的行程中，普通燃油车只需要加油一次，耗时8小时23分钟；一辆200英里(约322公里)的50kW直充电动车需要充电四次，每次充电需要40分钟，行程总共需要10小时48分钟；一辆300英里(483公里)的120千瓦直充电动车需要充电一次，每次充电需要68分钟，行程总共需要9小时16分钟；而一辆续航300英里(约483公里)、续航400kW的直充电动车，一次充电只需要23分钟，行程总共需要8小时31分钟，整体时间不输于燃油车。 要知道，想要增加功率，只有两种方法可以增加电流或者电压。可用电流的增加会带来充电枪、接线、动力电池核心部件的热量损失。显然这不是一个好的解决办法，高压成为了首选。 同样功率下，800V电压平台电流比400V电压平台减半，体现了实车带来的变化，即电池组充电热量降低、成本低、重量轻、EMC干扰降低、效率和续航能力提升，让充充电体验无限接近燃油车加油。 基于此，高院士在多个场合呼吁，要解决充电之忧，需要更高功率的快充技术。超级快充是大势所趋，行业需要推动电动汽车采用800V甚至更高电压的平台架构。 其实早在两年前，保时捷Taycan就上了800V电压平台，随后奥迪、Genesis等豪华品牌电动车宣布跟进。 在此背景下，业内人士认为，缩短充电时间是当前电动汽车升级的核心诉求之一。国内外主机厂争相布局800V快充，将率先部署在高端车上，短时间内形成差异化竞争力。 反映在行业内，2021年以来，比亚迪、极氪、东风、广汽爱安、北汽极狐、长安、长城、Xpeng汽车、李等车企相继发布800V平台架构或计划。其中，国内首个800V碳化硅平台小鹏G9将于年内上市，从而正式开启中国800V架构元年。 Boost不是简单的数字替代。 从字面上看，400V到800V的高压平台只是换了个数字，提高了整车电压。然而，在技术开发和应用上的落地是一个“牵一发而动全身”的系统工程。 平台电压上升意味着核心三电系统、空调压缩机、DCDC、OBC(车载充电器)等部件都需要在800V甚至更高的电压下才能正常工作。相关元器件的重新开发，电池模块安全性的提高，半导体电路的改变，都会带来一个又一个的困难。 “受限于800V高压充电设备和高压元器件对车辆的影响，目前仍需兼容400V充电方案，电驱动升压和增加DCDC两种方案有望率先推广应用。”盖世汽车研究院高级分析师这样认为。 以保时捷Taycan为例，动力电池、电驱动、高压PTC都已经支持800V高压平台，其他的还是传统的供电平台。此外，为了兼容市面上的主流充电桩，还增加了400V开关800V升压充电装置。 着眼于电驱动的发展趋势，随着人们对行驶里程的要求越来越高，同时为了避免能源、动力和成本的浪费，整车厂对驱动系统的效率要求也会越来越高。从整车来看，未来电驱动部件会变得更小、更轻、更安静、更高效、成本更低，而800V高压电驱动正好契合了这一点。 如开头所说，400V-800V高压平台不是简单的数字替代。上述分析人士指出，当整车电压平台向更高电压发展时，电驱动系统的耐压装置电压也会上升；另外，随着电机的高速化，电控的开关频率也需要提高。在两者的共同要求下，高耐压、宽开关频率范围的第三代功率半导体碳化硅的应用将成为关键。 以ZF将于今年年底在杭厂生产的800V三合一电传动系统为例。与第一代400 V硅基电驱动相比，重量减轻25%，性能和效率分别提高33%和11%。 技术虽好，但要实现普及还有很多挑战，首当其冲的就是成本。目前碳化硅的成本比硅基IGBT高3-5倍，这也是为什么只有高端机型采用800V高压系统的重要原因。 “随着SiC Mosfet的应用，其导通功耗从硅基IGBT的22W下降到10W;开关损耗比硅基IGBT低74%，将带来整车续航能力10%-15%左右的提升。”分析师认为，在保持相同续航里程的情况下，通过降低电池消耗，可以延长续航里程或降低成本。同时得益于SiC的耐高温性能，可以进一步优化冷却系统，从而弥补目前SiC增加的成本差异。此外，随着未来SiC应用规模的扩大，其成本也将迅速降低，从而进入更大的中低档汽车市场。 但需要注意的是，成本只是电驱动升压过程中的诸多问题之一。 为了进一步提高电机的功率密度和速度，已经成为行业的发展趋势。目前18000转已经逐渐量产，未来还会进一步发展到20000转甚至更高。但电机的高转速会对散热、承载强度、高效率、密封、NVH提出更高的要求。 针对散热问题，传统的机壳水冷已经逐渐难以满足需求，于是越来越多的企业加大了油冷电机的研发，比如华为目前应用的油冷电驱动产品。内部定子、转子、减速器采用油冷方案，外壳采用水冷散热。冷却油和冷却水的热量通过热交换器进行交换，从而达到更好的冷却性能。 与OEM和第三方供应商的共生关系 未来汽车发展电驱动是必然趋势，也正是因为电驱动技术的重要性和对这一市场前景的看好。近年来，越来越多的企业将目光投向了这一领域。据中国汽车技术研究中心统计，到2020年底，我国新能源汽车电驱动供应商将超过200家。 如果能仔细研究其玩家结构，会发现OEM垂直整合依然是主要的市场份额。盖世汽车研究院数据显示，2022年前5个月，头显电驱动系统配套企业中，福特动力和特斯拉位居前两位，联合魏冉动力等汽车厂商占了近一半。 以800V高压驱动系统为重点，首批产品量产时间与800V架构新车基本一致。 除了上面提到的ZF，博世、舍弗勒、博格华纳、威派科技等国际元器件巨头，以及华为、汇川科技、振渠科技、方正电气等国内头部企业都已经开始或完成了800V电驱动相关产品的研发。其中，ZF、汇川、方正、臻曲等相关产品将于2022年量产，其余产品将于2023年上市。 这意味着后年将是中国汽车市场800V电驱年。 基于OEM的垂直整合能力，以及第三方独立供应商在800V电驱动领域的努力，相对于某种主导的市场格局，共存共赢可能是未来的主流趋势。 “电驱动系统的技术更加复杂，我们相信会和有一定垂直整合能力的主机厂有更多的协同，然后形成更高的相互依赖，从而一直共存。”ZF电驱动技术事业部亚太区总裁陈震在接受盖世汽车采访时这样说道。 事实上，OEM和第三方独立供应商在电驱动研发方面有其独特的优势。前者具有丰富的RD和整车或零部件制造经验，电机的电气控制能与整车的设计和生产实现更好的同步和匹配。后者在于其强大的RD、创新实力和大规模生产电机的经验。 但面对新能源电驱动这种资金密集、技术密集的行业，技术更新迭代快，需要保持较高的资金投入，才能保持技术和产品质量的领先地位。面对800V平台带来的RD和扁线电机、油冷电机、高速电机、高压碳化硅电机等新技术的应用，需要资金、人力、物力的高额投入。 包括生产线更新带来的投资，需要足够高的产能利用率来实现相关费用的摊销。在此背景下，对于产销量尚未达到头部规模的主机厂，有望向第三方供应商释放更多份额。 基于此，当被问及如何应对代工的垂直整合和本土企业的崛起时，陈震坦言，“我们把它视为我们前进的动力。像ZF这样的跨国企业，一定要加强本土化的投入，包括RD资源和供应链，都需要深度本土化。” 另一家外资巨头舍弗勒则选择在2021年底与振渠科技签署投资及战略合作协议，凭借双方在新能源汽车动力总成、电机控制器、功率半导体等领域的技术优势，共同研发包括800V碳化硅桥在内的电驱动总成产品，并计划于2023年开始第一个试点项目的量产。 行业数据显示，未来两年是代工品牌上行的最佳时间窗口，高端机型密集推出，军备竞赛开启。根据各车企的计划，今年国内市场800V高压平台车型将逐步上市，2023年将密集上市。到2030年左右，800V平台架构将成为主导技术。可以预见的是，市场空间足够大，高压电驱动相关企业也在加速布局。定点、量产、合作、整合等新闻。会在今年高频出现。 郑重声明：此文内容为本网站转载企业宣传资讯，目的在于传播更多信息，与本站立场无关。仅供读者参考，并请自行核实相关内容。
|
