早期的 SiC 产品受到 SiC 晶圆生长工艺和芯片加工能力限制,SiC MOSFET 的单芯片载流能力远低于 Si IGBT。
2016 年,日本某研究团队宣布成功研制了一款应用 SiC 器件的高功率密度逆变器,后将成果发表在(日本电气工程师学会电气与电子工程汇刊)IEEJ[3]。当时该逆变器的最大输出功率为 35kW。
2021 年,随着技术逐年进步,量产耐压 1200V 的 SiC MOSFET 载流能力上有了进步,已经看到了可以适配 200kW 以上功率的产品。
到了现在这个阶段,这项技术开始在实车上应用。
一方面是电力电子功率器件性能趋于理想。SiC 功率器件相对 IGBT 更高的效率,可匹配 800V 平台的耐压能力(1200V),近年发展到 200kW 以上的功率能力的;
另一方面是 800V 高电压平台收益可见。电压翻倍带来整车充电功率上限更高,系统铜损更低,电机逆变器功率密度更高(表征上就是相同尺寸电机扭矩&功率更大);
第三是新能源市场加大内卷。消费端对高续航里程、更快补能速度的追求,企业端迫切希望新能源市场打出动力总成差异的差异;
以上因素最终带来了这两年新能源 800V 高压平台的大规模探索应用。目前上市的 800V 平台车型有小鹏 G9,保时捷 Taycan 等。
此外,上汽,极氪,路特斯,理想,天际汽车等车企也有相关 800V 车型准备推向市场。
03、800V 系统当前可带来哪些直观收益?
800V 系统从理论上可以列出很多优点,我认为对于当下消费者最直观的收益主要是下面两个。
一是续航更长更实,这是最直观的收益。
CLTC 工况百公里电耗层面,800V 系统带来的收益(下图为小鹏 G9 与宝马 iX3 对比,G9 重量更大,车身更宽,轮胎更宽,均是电耗不利因素),保守估计有 5% 的提升。
高速工况下,800V 系统的能耗提升据称更为明显。
小鹏 G9 上市期间,厂家刻意引导媒体进行高速续航测试,多家媒体反馈 800V 的小鹏 G9 高速续航达成率(高速续航/CLTC 续航*100%)较高。
实际节能效果如何,则需要后续市场的进一步确认。
二是充分发挥现有充电桩的能力。
400V 平台的车型,在面对 120kW,180kW 充电桩时,充电速度几乎相同。
(测试数据来自懂车帝)800V 平台车型借助的直流升压模块,可以将未受电网功率限制的现有低电压充电桩(200kW/750V/250A),直接打到满功率的 750V/250A。