過去一年是新能源汽車市場爆發(fā)的一年，據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，2021年新能源汽車銷售352萬輛，同比大幅增長157.5%。新能源汽車技術發(fā)展迅速，暢銷車輛在動力性能、智能化方面、使用成本等方面相對傳統(tǒng)燃油車已取得領先優(yōu)勢。但“長途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當下新能源汽車消費者兩大痛點，為了延長續(xù)航里程，各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術方案，并且提供快充方案能有效的解決充電及續(xù)航焦慮，新能源汽車800V高壓系統(tǒng)技術由此應運而生。
800V高壓系統(tǒng)的稱呼源自于整車電氣角度。當前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，籠統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)；而伴隨著快充應用，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達到550-930V，取中間值800V，可籠統(tǒng)稱之為800V系統(tǒng)。800V高壓系統(tǒng)的典型特征在于電壓平臺?？斐浼夹g的核心在于提高整車充電功率，要提高整車充電功率，技術手段上要么加大充電流要么提高充電電壓，充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發(fā)熱量以及更多附屬設備瓶頸，而充電電壓提升則有更大的設計自由度，這直接推動了400V電壓平臺向800V電壓平臺轉換。
800V高壓系統(tǒng)長什么樣，什么性能？我們可以從已經(jīng)批產(chǎn)的幾款800V電動汽車中一窺真容。
2019 年 4 月保時捷 Taycan Turbo S 全球首發(fā)，800V全球首款純電動車型誕生。性能上，最大充電功率可達320kW即一般120kW快充樁的2~3倍；高壓動力電池，前驅(qū)動電機，后驅(qū)動電機，車載充電機和PTC部件均采用了800V電壓平臺。
1力電池，前驅(qū)動電機，后驅(qū)動電機，電池加熱器，座艙加熱器以及高壓空調(diào)，均采用了800V電壓平臺。
國內(nèi)車廠方面，造車新勢力和傳統(tǒng)汽車廠商的智能電動品牌幾乎紛紛“入場”，包括小鵬、理想、零跑、比亞迪e平臺3.0、長城沙龍、東風嵐圖、吉利極氪、北汽極狐、廣汽埃安等，如上表所示。
采用800V高壓系統(tǒng)比400V系統(tǒng)有什么優(yōu)勢？
第一，充電功率能做到更高，消除充電時間焦慮業(yè)界一般認為500A是車規(guī)級線束接插件的極限，更高電流的話電氣系統(tǒng)設計復雜度將大幅增加，這意味著400V系統(tǒng)下200kW左右的充電功率會成為很多車輛設計的極限；而800V高壓系統(tǒng)可以將極限突破到400kW，這種情況下如果按照長續(xù)航車輛電池100kWh@20%-80%充電，僅需9分鐘，基本等于傳統(tǒng)燃油車加油的時間，完全消除充電時間焦慮。
第二，快充系統(tǒng)成本低
市面上也出現(xiàn)基于400V系統(tǒng)的快充，但800V高壓系統(tǒng)可以在高功率充電應用下做到更低的系統(tǒng)成本。表1顯示了400V系統(tǒng)和800V高壓系統(tǒng)車輛總成成本的定性比較，更進一步體現(xiàn)為: 短期內(nèi)800V充電250kW以上充電功率段，長期看800V充電150kW以上充電功率段，800V高壓系統(tǒng)有明顯的系統(tǒng)成本優(yōu)勢。
表1? 快充應用下車輛總成成本第三，快充充電損耗低
相比400V系統(tǒng)，800V高壓系統(tǒng)充電電流小，電池損耗，線束損耗以及充電樁損耗都可以降低，實現(xiàn)充電節(jié)能。
第四，車輛行駛環(huán)節(jié)能耗低
同等電池容量情況下實現(xiàn)更長的續(xù)航里程或者同等續(xù)航里程情況下可以實現(xiàn)電池容量削減以及總成成本降低。
相比400V系統(tǒng)，一者800V高壓系統(tǒng)電池、電驅(qū)以及其他高壓部件電流小，相關部件損耗和線束損耗以都可以降低；二者伴隨著第三代半導體碳化硅技術的引入，各高壓部件尤其是電驅(qū)部件的能耗可以大幅降低，實現(xiàn)車輛節(jié)能行駛。
為什么使用碳化硅半導體相比硅半導體更有什么優(yōu)勢？
碳化硅在功率半導體層級有顯著性能優(yōu)勢。相比硅半導體，碳化硅的禁帶寬度是硅的3倍，使其具備在高溫下穩(wěn)定工作的能力；碳化硅的電場強度是硅的15倍，使其導通阻抗低，導通能耗降低；碳化硅的電子飽和率是硅的2倍，可以有更快的開關速度，開關能耗降低；碳化硅的導熱系數(shù)是硅的3.5倍，帶來更好的散熱性能（見圖1）。
圖1? 半導體級別下SiC和Si的比較這些優(yōu)勢有助于高壓部件設計優(yōu)化和整車優(yōu)化，主要體現(xiàn)在如下兩方面：
第一，碳化硅MOSFET可以大幅提升逆變器效率以及電驅(qū)效率，降低整車能耗。
相比400V系統(tǒng)硅IGBT，無論400V系統(tǒng)還是800V高壓系統(tǒng)，碳化硅MOSFET逆變器損耗均可以降低50%左右，提升電驅(qū)效率繼而降低整車能耗。不同級別車輛能耗分析(如圖2) 顯示：從A00級別到大型SUV級別，碳化硅MOSFET電驅(qū)產(chǎn)品可以實現(xiàn)整車電耗降低5%-7%即同等容量電池下續(xù)航增加至少5%，看數(shù)據(jù)可能有點繞，說人話就是省錢。
圖2? 碳化硅電驅(qū)技術對整車能耗影響分析第二，碳化硅MOSFET在800V高壓電驅(qū)系統(tǒng)應用中具備幾乎無可替代的優(yōu)勢。
隨著高耐壓的IGBT阻抗升高，頻率性能下降，由400V系統(tǒng)升高到800V系統(tǒng)后，在同等頻率下，Si-IGBT器件的導通損耗、開關損耗都有顯著的上升，如果在800V高壓系統(tǒng)領域走硅IGBT技術路線的話，就會出現(xiàn)成本上升但效能下降的問題。所以在當下800V高壓電驅(qū)領域，碳化硅MOSFET是高效電驅(qū)的唯一選項。
800V高壓系統(tǒng)備受業(yè)界關注，原因簡要概括有二：
① 以高功率快充實現(xiàn)為市場賣點，
② 以低成本和高效率系統(tǒng)實現(xiàn)為技術賣點。
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