新能源车企加速布局800V高压快充 功率半导体和电池负极受益最大

  日前,小鹏汽车官宣小鹏G9将于9月正式上市。据悉,该车采用800V SiC(碳化硅)高压电驱平台,综合续航里程可提升5%,充电5分钟续航可增加200公里。

  当前,已有不少车企在800V高压快充领域进行布局。2019年保时捷的Taycan全球首次推出800V高电压电气架构,搭载800V直流快充系统并支持350kW大功率快充。在此之后,高压快充路线受到越来越多主机厂的青睐,现代起亚、奥迪、玛莎拉蒂等车企陆续发布800V快充技术,比亚迪002594)、长城、广汽埃安、小鹏汽车等国内主机厂也相继推出推800V快充方案。一时间,高压快充成为新能源车圈“热词”。

  民生证券研报称,根据测算,2025年,国内搭载800V高压架构的新能源汽车预计为99.9万辆,3年CAGR(复合年均增长率)达270.9%;全球搭载800V高压架构的新能源汽车预计达215.3万辆,3年CAGR达189.2%。

  据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计,截至2022年6月,我国充电基础设施保有量391.8万台,其中公共充电桩152.8万台,私人充电桩239.0万台。

  而据公安部公布的数据显示,截至2022年6月底,全国新能源车保有量为1001万辆。这意味着当前我国车桩比大致为2.55:1,距离《电动汽车充电基础设施发展指南(2015~2020)》规划的车桩比1:1目标尚有较大差距。

  充电桩规模未跟上新能源车增速的同时,补能速度更成为制约新能源车发展的一大瓶颈。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟信息部主任仝宗旗介绍,在公共充电桩的补能行为中,87.9%的用户充电时偏好选择120kW及以上的大功率充电设施,而60kW以下充电设施的用户选择率仅为1.6%。其中,选择120~150kW大功率充电设施的用户数量最多,占比达35.1%。

  “车主在选择充电桩时会综合考虑充电时长、停车收费等因素,总体而言,大功率充电设施更符合用户使用偏好。”仝宗旗表示。

  事实上,若想进一步提高补能速度,就需要增大充电桩功率,而增大电流或提升电压两种方式均可实现这一目的,但电流过高会导致充电枪、线缆及动力电池核心部件等产生大量热损失,其理论提高值有限。

  相比之下,提升电压这一技术路线,不仅可以实现充电速率提升的目的,还可降低热损耗、减轻整车质量、优化动力结构、提高安全性能。正因此,800V高压快充成为市场“新宠”。

  “与加大电池容量,大幅增加电动车成本和重量的方式相比,高压快充不但可以解决充电慢问题和里程焦虑,还可以降低整车成本。在高压大功率充电基础设施可以匹配的前提下,充电5分钟续航500km,就可满足用户快速补能需求。”华为数字能源技术有限公司智能电动产品线副总裁彭鹏此前在接受媒体采访时表示。

  与现行400V充电平台相比,充电平台升级到800V,变化最大的零部件和元器件主要是功率半导体和电池负极。其中,SiC(碳化硅)基功率半导体由于耐压高、损耗低、开关频率高等优异性能,未来有全面替代Si基功率半导体的趋势。

  当前,SiC成本依旧较高,但据天风证券601162)测算,使用SiC材料可让电机逆变器效率提升4%,这将让电动车的续航里程至少提高7%。据了解,小鹏G9的充电平台就运用到了SiC。SiC的使用让小鹏G9电驱综合效率提升了2%以上。从车主角度出发,这项变化主要体现在增加续航里程和节省车内空间上。

  同时,由于快充瓶颈在于负极,如要将目前的1C倍充电率提升至2C,再提升至4C,主流技术包括石墨包覆或掺杂硬碳、硅碳负极等。

  》记者,其在去年发布的超倍速电池技术和A480超充桩可实现充电5分钟续航200公里的充电效率。而其背后的技术则是,快充电池技术通过采用高孔隙涂覆陶瓷隔膜、新型低粘度高功率电解液、特有的软碳/硬碳/石墨烯包覆改性技术等技术及材料,实现了在迁移速率、嵌入速度和导电能力上的全面提升,让锂离子迁移过程加速,从而实现快充。

  中信证券研报称,除功率半导体和电池负极外的其余部件则需要重新选型,提升耐压等级,但整体来看成本变化平滑。短期来看高压方案比目前方案整车成本增加2%左右,长期看有望低于目前成本,为整车厂推广建立了良好基础。

  根据华创证券测算,2025年和2030年800V高压快充行业市场规模有望分别达到324亿、878亿元。其中,电机电控达100亿、270亿元,OBC(车载充电机)+ DC/DC变换器达87亿、235亿元,连接器及线V高压快充行业从无到有,2023年~2025年复合增速有望超过70%(爆发增长),2025年~2030年复合增速约为20%(稳步增长)。

  “从竞争格局角度来看,电机电控(含功率半导体)、连接器及线束方向上市公司较多,未来国产替代有望加速;OBC+DC/DC行业上市公司较少,未来或有新进入者参与竞争。当前竞争格局并未定型,未来有望孵化多家百亿级细分龙头。”华创证券认为。

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