|
|
| 图虫创意/供图 彭春霞/制图 |
证券时报记者 韩忠楠
日前，由长安汽车(000625)、宁德时代(300750)、华为联手打造的新品牌阿维塔推出了旗下的首款车型阿维塔11，新车的上市发布会上透露了一则引起业内广泛关注的信息，即阿维塔11全系采用750V高压平台。
无独有偶，小鹏汽车近期发布的G9，也具备800V高压快充能力。
2019年，保时捷发布全球首款800V高压平台车型Taycan。随后，全球车企开始加速布局800V高压充电平台技术，奥迪、起亚、玛莎拉蒂、吉利、比亚迪(002594)、长城汽车(601633)、广汽埃安等相继推出了800V快充方案。
一时之间，“充电几分钟，续航200公里以上”似乎成为了电动汽车的标配。业内人士判断，车企争相布局高压快充平台，核心还是为了解决用户的里程焦虑和补能痛点。
随着车企加速布局800V高压快充平台，与之相关的产业链也逐步打开向上空间。申港证券指出，电池材料和零部件将随着800V高压快充产业的扩大不断升级。其中，电池材料主要体现在负极、碳纳米管等，而零部件的升级核心则是电驱动，其中碳化硅（SiC）的使用是电驱升级方向上最大的增量。
800V高压快充
迎发展元年
中国电动汽车充电基础设施促进联盟公布的数据显示，今年1~7月，国内充电基础设施增量为136.2万台，同比增长308.3%；新能源汽车销量319.4万辆，同比增长120%。桩车增量比为1∶2.3 ，充电基础设施建设已经能够基本满足新能源汽车的快速发展。
虽然目前充电桩的布局速度已跟随新能源汽车的规模增长同步上行，但在具体的补能需求层面，仍然存在一定的供需矛盾。据《2021年中国电动汽车用户充电行为白皮书》显示，虽然公用直流快充桩的建设比例少于交流慢充桩，但有99.3%的用户因为充电速度会首选快充桩。
西部证券指出，目前车辆快速补能的方式分为三种，分别是换电、大电流快充和高电压快充。其中，换电由于成本高昂、电池新旧问题难以保障多用于B端市场，不过蔚来、宁德时代也在深入探索换电模式在C端的应用和商业化；而大电流快充的热损大，最大功率充电主要覆盖电池剩余容量10%~20%区间，高电压快充热损小，可行度较高。
据悉，提高电动车电压平台可以大幅提升整车运行效率、缩短充电时长。在电阻大小相同情况下，高电压可使电损耗减少，效率提升。正因如此，以800V为代表的高压快充技术方向，逐渐成为了车企争相抢滩的焦点。
据证券时报记者不完全统计，截至目前，已有保时捷、奥迪、起亚、极氪、极狐、零跑、广汽埃安、小鹏汽车、长城汽车、比亚迪、现代、岚图、哪吒、阿维塔等十余家车企陆续布局了高压快充平台技术，特斯拉、理想汽车、蔚来也相继公布了推出800V高压快充的计划。
此外，华为也研发了高压平台解决方案，包括高压车载充电系统、高压异步电驱动系统、 高压同步电驱动系统、高压电池管理系统等。
业内人士判断，2022年已成为800V高压快充平台的发展元年，充电几分钟，续航200公里以上，将成为电动车补能的“新常态”。
据悉，目前车企普遍采用的是400V电压方案，从400V升级到800V的过程中，仍然需要一定的过渡期。
广汽埃安总经理古惠南告诉证券时报记者，目前我国的大巴车已普遍采用了1000V的高压平台，补能方式朝着高压方向走是大趋势。从技术上来看，高压快充平台对电池、电机、电控以及相关的零部件有更高的要求，但相关的技术已趋近成熟，没有明显的技术瓶颈。对于企业而言，从400V升级到800V，最核心的还是成本会增加。
“相信随着规模效应的凸显，布局800V高压快充平台的成本也会有所下降。”古惠南表示，消费者对于电动车性能的追求会围绕着三个关键词进行，即“更强、更高、更快”，车企为了满足消费者的需求，也会朝着这个方向去努力，但布局高压快充平台的步伐不宜走得过快，相关的基础设施跟不上，过早地布局也会造成资源浪费。
据悉，目前已有车企在布局高压快充平台技术时，也在同步建设高压快充站，以实现技术与基础设施的同步匹配。不久前，阿维塔与BP签署了长期战略合作协议，计划至2023年底在全国范围内19个城市共建超过100个标准化高压快充站，单场站功率达到480千瓦，单枪最大功率可达240千瓦。
但也有业内人士认为，虽然高压快充是趋势，但它与直流快充、慢充、换电各类补能方式之间，也需要一定的平衡。
电池材料打开向上空间
在车企争相布局的情况下，800V高压快充行业的市场空间逐步被打开。民生证券一份研究报告显示，预计2025年国内搭载800V高压架构的新能源汽车预计为99.9万辆，全球搭载800V高压架构的新能源汽车预计达215.3万辆；2025年和2030年800V高压快充行业市场规模有望分别达到324亿元和878亿元。
800V高压快充产业的成熟，也带动了电池材料与相关零部件产业的集体升级。具体而言，电池包要将2C倍充电率提升至4C，而4C 以上充电倍率以及电压和电流的增大，会影响电池的稳定性和使用寿命，需在BMS（电池管理系统）和电池材料电导率上进一步改善，特别是对负极材料、碳纳米管进行升级。据悉，目前主流的技术就是石墨包覆或掺杂硬碳、硅碳负极等。
据悉，为应对产业变化趋势，满足高压充电的需求，贝特瑞、杉杉股份(600884)等企业都展开对硅基负极的布局并实现量产。其中，贝特瑞自主研发的氧化亚硅表面改性技术、高容量硅碳产品开发技术已实现量产，可改善电池的放电倍率。
孚能科技接受机构调研时透露，800V高压快充平台主要依靠负极材料的改善，但实际上还是需要综合的材料配置。800V高电压快充技术十分复杂，需要进行碳纳米管组合试验、电解液组合试验等。
碳化硅应用率显著攀升
除了显著带动电池材料升级外，800V高压快充平台的发展，也直接带动了电控系统的革新。
与现行400V充电平台相比，充电平台升级到800V，变化最大的零部件主要是功率半导体。其中，SiC基功率半导体由于耐压高、损耗低等性能，有望替代硅基IGBT。
证券时报记者梳理了主要车企布局的高压快充平台技术路线，极氪、零跑、广汽埃安、小鹏汽车、长城汽车、现代汽车、路特斯、比亚迪、岚图等均采用了SiC电驱。
戴姆勒一项研究报告显示，电动汽车在800V高压平台中采用碳化硅MOSFET模块，较传统硅基IGBT模块整车经济性可提高约7.7%。
业内普遍认为，随着国内800V高压平台电动汽车的逐步量产，SiC渗透率将加速提升。根据相关机构预测，SiC功率器件市场规模，有望从2019年的5.41亿美元增长至2025年的25.62亿美元，2019年~2025年CAGR（年均复合增长率）约30%。其中，新能源汽车市场提供主要增量。
目前，单个碳化硅功率器件的价格约为硅基IGBT的3倍。但从整车企业的角度来看，采用碳化硅能带动整车系统效率提升，进而降低系统其他部分成本。因此，使用碳化硅并不会明显增加整车成本。同时，伴随着碳化硅成本的下行，800V高压快充平台的总体成本也有望下降，渗透率将进一步提升。
不过，英飞凌科技大中华区汽车电子事业部高级总监仲小龙指出，在未来相当长时间内，IGBT与碳化硅器件会在不同额定功率和开关频率的应用场景中动态共存。
同时，由于目前支持800V的车型保有量较少，单独建大功率充电站点利用率也会相对较低，行业内普遍会按照大功率充电+普通快充的高低搭配组合，以满足不同车型的补能需求。
（责任编辑：李显杰 ）
