800V高壓SiC平臺(tái)。在電動(dòng)化的大趨勢(shì)下，800V和SiC成為業(yè)界最受關(guān)注的組合之一，二者的組合應(yīng)用能夠進(jìn)一步提升系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，讓電動(dòng)車充電更快、續(xù)航更遠(yuǎn)。
小鵬G9正是搭載了這一平臺(tái)，達(dá)到了“充電5分鐘，續(xù)航200km+”的行業(yè)領(lǐng)先水平。
新能源車主的一大焦慮就是充電慢，而800V高壓平臺(tái)恰好解決了這一難題。
在電池容量一定的情況下縮短充電時(shí)間，需要提高充電功率：
t（充電時(shí)間）=W（充電量）/P（充電功率）
汽車行業(yè)提高充電功率的普遍技術(shù)路線，一是提高充電電壓，二是提高充電電流：
P（充電功率）=U（電壓）*I（電流）
小鵬800V高壓平臺(tái)做到了高電壓和高電流雙管齊下：電流方面，峰值充電電流可達(dá)600+A；電壓方面，量產(chǎn)電動(dòng)車的架構(gòu)電壓普遍在400-500V，而小鵬實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)超行業(yè)平均工作電壓的800V級(jí)，并可兼容不同電壓充電樁。這樣一來(lái)，800V高壓平臺(tái)帶來(lái)的充電體驗(yàn)將會(huì)更加快捷，新能源車型與傳統(tǒng)油車在補(bǔ)能方面的差距將大大縮小。
除了充電速度的提高，800V高壓SiC平臺(tái)的另一大核心技術(shù)突破就是應(yīng)用了最新一代的電力電子技術(shù)——碳化硅器件。得益于耐高壓的特性，碳化硅可以控制更高的系統(tǒng)電壓，因此被認(rèn)為是800V高壓平臺(tái)的最佳拍檔。
碳化硅是什么神秘物質(zhì)？它和電動(dòng)車的關(guān)系是？
要說(shuō)到電車的續(xù)航問題，壓力不可避免地來(lái)到三電系統(tǒng)這邊。我們都知道，想讓電動(dòng)車跑起來(lái)，需要電池、電機(jī)和電控的良好配合。但是電池和電機(jī)之間存在一點(diǎn)“交流障礙”：電池輸出的是直流電，電機(jī)需要輸入的交流電。想要讓二者無(wú)障礙協(xié)作，就需要一個(gè)名叫“功率器件”的轉(zhuǎn)換器，將直流電轉(zhuǎn)化為交流電。
現(xiàn)在的電動(dòng)車常用的功率器件中多采用第一代半導(dǎo)體材料，也就是硅。然而，傳統(tǒng)硅雖然作為半導(dǎo)體元老級(jí)貢獻(xiàn)者開創(chuàng)了信息時(shí)代，也以其平價(jià)好用的特性在半導(dǎo)體圈稱霸多年。但受限于物理性質(zhì)，硅基材料存在嚴(yán)重的功率損耗且發(fā)熱嚴(yán)重，這將導(dǎo)致行駛里程的縮短和充電時(shí)間的延長(zhǎng)。
隨著新能源汽車的飛速發(fā)展，傳統(tǒng)硅基器件意識(shí)到自己的性能已接近極限（比如不再能滿足小鵬等車企的800V充電平臺(tái)），于是它黑化，哦不，碳化了。
顧名思義，碳化硅是碳和硅組成的化合物。同樣作為半導(dǎo)體材料，碳元素的加入讓碳化硅的性能從1.0躍升到3.0，在功率密度、禁帶寬度、電子漂移飽和速度和熱導(dǎo)率等方面可謂是全方位碾壓：
- 電子漂移飽和速度是硅的大約2倍
- 碳化硅的禁帶寬度是硅的大約3倍
- 導(dǎo)熱率是硅的大約4-5倍
- 擊穿電壓是硅的大約8倍
- 功率密度是硅的大約50倍
以更直白易懂的方式總結(jié)一下上述數(shù)據(jù)所體現(xiàn)的碳化硅的核心優(yōu)勢(shì)，就是高效率、低損耗、耐高溫。小鵬G9通過(guò)應(yīng)用高壓SiC技術(shù)，電驅(qū)綜合效率提升了2%以上。具體到能為車主提供的利益，主要體現(xiàn)在增加續(xù)航里程和節(jié)省車內(nèi)空間。
- 增加續(xù)航里程
碳化硅能夠降低器件電阻，損耗相比硅器件減少70%-80%。這里我們來(lái)做一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)題：
已知綜合工況下， 電驅(qū)系統(tǒng)的能量損耗約占整車損耗的16%，而功率半導(dǎo)體在電驅(qū)系統(tǒng)的能量損耗中約占40%。如果碳化硅綜合損耗比硅器件低75%，求使用碳化硅器件比使用硅器件提升了多少行駛里程。
答案：16%*40%=6.4% （功率半導(dǎo)體的損耗）
6.4%*75%=4.8%（按照比硅器件降低75%損耗條件下，碳化硅的損耗）
4.8%/(1-4.8%)=5.04%（系統(tǒng)效率的提升）
因此，使用碳化硅器件可以提高約5%的系統(tǒng)效率。換句話說(shuō)，同樣的電池容量和整車行駛條件不變的情況下，綜合續(xù)航里程可以約提高5%。
- 節(jié)省車內(nèi)空間
此外，得益于碳化硅的高帶隙、高導(dǎo)熱率和不易發(fā)生表面電流泄露的特性，碳化硅器件在高溫環(huán)境下的工作狀態(tài)更穩(wěn)定，對(duì)散熱系統(tǒng)的要求降低，也就節(jié)約了散熱系統(tǒng)的體積，把更多空間留給座艙。
滿足用戶充電和續(xù)航需求是小鵬設(shè)計(jì)研發(fā)800V高壓SiC平臺(tái)的出發(fā)點(diǎn)，提升超充能力與充電樁全面布局相融合是小鵬一直堅(jiān)持的發(fā)展路線。
為了充分發(fā)揮800V高壓SiC平臺(tái)優(yōu)勢(shì)，我們將鋪設(shè)中國(guó)首個(gè)量產(chǎn)鋪設(shè)480kW高壓超充樁，并且希望在未來(lái) 2 年內(nèi)建成高壓超充網(wǎng)絡(luò)，將小鵬的高壓超充樁鋪設(shè)至全國(guó)大部分縣級(jí)市和高速公路，讓鵬友走到哪里都能快速補(bǔ)能，無(wú)憂續(xù)航。
