科普丨SiC 800V高压架构解析

据悉，2024年北京车展配备SiC的车型超70款，如华为问界M5、蔚来乐道L60、保时捷Macan EV等，SiC的应用已经铺开，800V的SiC Mosfet已成为新能源汽车的标配。

谈到800V，很多人下意识里认为800V就是快充系统。实际上这个理解有些偏差，准确地说，800V高压快充只是800V高压架构中的一个系统，还包括800V电池包、800V功率器件如电机、电空调等零部件。

简单来说，整个架构的高压方案是采用800V。

全域800V，即整车的电机、电池、电控、空调、DC-DC等电气系统均支持800V。例如小鹏的G9，其搭载扶摇架构的车型就是标配全域800V高压SiC碳化硅平台。这种方案的优势在于电机电控迭代升级，能量转换效率高；但电驱的功率芯片需要用SiC功率器件全面替代IGBT晶体管，零部件成本高。

关键部件支持800V，比如电驱系统、电池支持800V，而空调等部件依旧采用400V，可以兼顾整车成本和驱动效率的平衡，因为当前800V功率开关器件成本是400V级IGBT的数倍。这一方案能提升车辆的能耗表现，比400V架构的车型续航更实在。

仅电池支持800V高压快充，其它部件均为400V。即整车搭载一个800V电池组，在电池组和其他高压部件之间增加一个额外的DC-DC（DC-DC指直流转直流电源（Direct Current）输出直流电压可高于或低于直流输入电压。将800V电压降至400V，车上其他高压部件仍采用400V电压平台。当然这个800V电池组也可能是两个400V电池组通过智能串并联实现充电800V，放电400V。这一方案主要是解决快速补能问题，也是目前几乎所有800V车型都会配备的技术，投入低，见效快。

提升充电功率的方式无非有两种——要么提升电流I，要么提高电压U（P=UI）。就像是水龙头要在最快时间放满一桶水，要么加快水流（I），要么加大水龙口径（U）。

据热量公式：P=I²*R来看，电阻R是固定的，那么充电过程中的发热就只和电路中的电流I相关，和电压U无关。那么为了减少热量损失，降低热失控风险，就要控制电流I的大小，但又要提升充电功率，那就只能加大电压U了。选择高压系统，既能保证一定充电功率提升充电效率，又能降低电流，减少热损耗，可谓一举两得。

碳化硅具备高效率、低损耗、耐高温等物理特性，可以将汽车的性能从1.0跃升到3.0，在功率密度、电子漂移饱和速度以及热导率等方面可谓是全方位碾压，大幅增加了汽车的续航里程和节省车内空间。