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車企搶灘高壓快充平臺(tái) 產(chǎn)業(yè)鏈逐步打開向上空間

韓忠楠　2022年08月22日 08:07

日前，由長(zhǎng)安汽車、寧德時(shí)代、華為聯(lián)手打造的新品牌阿維塔推出了旗下的首款車型阿維塔11，新車的上市發(fā)布會(huì)上透露了一則引起業(yè)內(nèi)廣泛關(guān)注的信息，即阿維塔11全系采用750V高壓平臺(tái)。

無獨(dú)有偶，小鵬汽車近期發(fā)布的G9，也具備800V高壓快充能力。

2019年，保時(shí)捷發(fā)布全球首款800V高壓平臺(tái)車型Taycan。隨后，全球車企開始加速布局800V高壓充電平臺(tái)技術(shù)，奧迪、起亞、瑪莎拉蒂、吉利、比亞迪、長(zhǎng)城汽車、廣汽埃安等相繼推出了800V快充方案。

一時(shí)之間，“充電幾分鐘，續(xù)航200公里以上”似乎成為了電動(dòng)汽車的標(biāo)配。業(yè)內(nèi)人士判斷，車企爭(zhēng)相布局高壓快充平臺(tái)，核心還是為了解決用戶的里程焦慮和補(bǔ)能痛點(diǎn)。

隨著車企加速布局800V高壓快充平臺(tái)，與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈也逐步打開向上空間。申港證券指出，電池材料和零部件將隨著800V高壓快充產(chǎn)業(yè)的擴(kuò)大不斷升級(jí)。其中，電池材料主要體現(xiàn)在負(fù)極、碳納米管等，而零部件的升級(jí)核心則是電驅(qū)動(dòng)，其中碳化硅(SiC)的使用是電驅(qū)升級(jí)方向上最大的增量。

800V高壓快充

迎發(fā)展元年

中國電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)顯示，今年1~7月，國內(nèi)充電基礎(chǔ)設(shè)施增量為136.2萬臺(tái)，同比增長(zhǎng)308.3%;新能源汽車銷量319.4萬輛，同比增長(zhǎng)120%。樁車增量比為1∶2.3 ，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)已經(jīng)能夠基本滿足新能源汽車的快速發(fā)展。

雖然目前充電樁的布局速度已跟隨新能源汽車的規(guī)模增長(zhǎng)同步上行，但在具體的補(bǔ)能需求層面，仍然存在一定的供需矛盾。據(jù)《2021年中國電動(dòng)汽車用戶充電行為白皮書》顯示，雖然公用直流快充樁的建設(shè)比例少于交流慢充樁，但有99.3%的用戶因?yàn)槌潆娝俣葧?huì)首選快充樁。

西部證券指出，目前車輛快速補(bǔ)能的方式分為三種，分別是換電、大電流快充和高電壓快充。其中，換電由于成本高昂、電池新舊問題難以保障多用于B端市場(chǎng)，不過蔚來、寧德時(shí)代也在深入探索換電模式在C端的應(yīng)用和商業(yè)化;而大電流快充的熱損大，最大功率充電主要覆蓋電池剩余容量10%~20%區(qū)間，高電壓快充熱損小，可行度較高。

據(jù)悉，提高電動(dòng)車電壓平臺(tái)可以大幅提升整車運(yùn)行效率、縮短充電時(shí)長(zhǎng)。在電阻大小相同情況下，高電壓可使電損耗減少，效率提升。正因如此，以800V為代表的高壓快充技術(shù)方向，逐漸成為了車企爭(zhēng)相搶灘的焦點(diǎn)。

據(jù)證券時(shí)報(bào)記者不完全統(tǒng)計(jì)，截至目前，已有保時(shí)捷、奧迪、起亞、極氪、極狐、零跑、廣汽埃安、小鵬汽車、長(zhǎng)城汽車、比亞迪、現(xiàn)代、嵐圖、哪吒、阿維塔等十余家車企陸續(xù)布局了高壓快充平臺(tái)技術(shù)，特斯拉、理想汽車、蔚來也相繼公布了推出800V高壓快充的計(jì)劃。

此外，華為也研發(fā)了高壓平臺(tái)解決方案，包括高壓車載充電系統(tǒng)、高壓異步電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高壓同步電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、高壓電池管理系統(tǒng)等。

業(yè)內(nèi)人士判斷，2022年已成為800V高壓快充平臺(tái)的發(fā)展元年，充電幾分鐘，續(xù)航200公里以上，將成為電動(dòng)車補(bǔ)能的“新常態(tài)”。

據(jù)悉，目前車企普遍采用的是400V電壓方案，從400V升級(jí)到800V的過程中，仍然需要一定的過渡期。

廣汽埃安總經(jīng)理古惠南告訴證券時(shí)報(bào)記者，目前我國的大巴車已普遍采用了1000V的高壓平臺(tái)，補(bǔ)能方式朝著高壓方向走是大趨勢(shì)。從技術(shù)上來看，高壓快充平臺(tái)對(duì)電池、電機(jī)、電控以及相關(guān)的零部件有更高的要求，但相關(guān)的技術(shù)已趨近成熟，沒有明顯的技術(shù)瓶頸。對(duì)于企業(yè)而言，從400V升級(jí)到800V，最核心的還是成本會(huì)增加。

“相信隨著規(guī)模效應(yīng)的凸顯，布局800V高壓快充平臺(tái)的成本也會(huì)有所下降。”古惠南表示，消費(fèi)者對(duì)于電動(dòng)車性能的追求會(huì)圍繞著三個(gè)關(guān)鍵詞進(jìn)行，即“更強(qiáng)、更高、更快”，車企為了滿足消費(fèi)者的需求，也會(huì)朝著這個(gè)方向去努力，但布局高壓快充平臺(tái)的步伐不宜走得過快，相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施跟不上，過早地布局也會(huì)造成資源浪費(fèi)。

據(jù)悉，目前已有車企在布局高壓快充平臺(tái)技術(shù)時(shí)，也在同步建設(shè)高壓快充站，以實(shí)現(xiàn)技術(shù)與基礎(chǔ)設(shè)施的同步匹配。不久前，阿維塔與BP簽署了長(zhǎng)期戰(zhàn)略合作協(xié)議，計(jì)劃至2023年底在全國范圍內(nèi)19個(gè)城市共建超過100個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化高壓快充站，單場(chǎng)站功率達(dá)到480千瓦，單槍最大功率可達(dá)240千瓦。

但也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，雖然高壓快充是趨勢(shì)，但它與直流快充、慢充、換電各類補(bǔ)能方式之間，也需要一定的平衡。

電池材料打開向上空間

在車企爭(zhēng)相布局的情況下，800V高壓快充行業(yè)的市場(chǎng)空間逐步被打開。民生證券一份研究報(bào)告顯示，預(yù)計(jì)2025年國內(nèi)搭載800V高壓架構(gòu)的新能源汽車預(yù)計(jì)為99.9萬輛，全球搭載800V高壓架構(gòu)的新能源汽車預(yù)計(jì)達(dá)215.3萬輛;2025年和2030年800V高壓快充行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模有望分別達(dá)到324億元和878億元。

800V高壓快充產(chǎn)業(yè)的成熟，也帶動(dòng)了電池材料與相關(guān)零部件產(chǎn)業(yè)的集體升級(jí)。具體而言，電池包要將2C倍充電率提升至4C，而4C 以上充電倍率以及電壓和電流的增大，會(huì)影響電池的穩(wěn)定性和使用壽命，需在BMS(電池管理系統(tǒng))和電池材料電導(dǎo)率上進(jìn)一步改善，特別是對(duì)負(fù)極材料、碳納米管進(jìn)行升級(jí)。據(jù)悉，目前主流的技術(shù)就是石墨包覆或摻雜硬碳、硅碳負(fù)極等。

據(jù)悉，為應(yīng)對(duì)產(chǎn)業(yè)變化趨勢(shì)，滿足高壓充電的需求，貝特瑞、杉杉股份等企業(yè)都展開對(duì)硅基負(fù)極的布局并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。其中，貝特瑞自主研發(fā)的氧化亞硅表面改性技術(shù)、高容量硅碳產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，可改善電池的放電倍率。

孚能科技接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)透露，800V高壓快充平臺(tái)主要依靠負(fù)極材料的改善，但實(shí)際上還是需要綜合的材料配置。800V高電壓快充技術(shù)十分復(fù)雜，需要進(jìn)行碳納米管組合試驗(yàn)、電解液組合試驗(yàn)等。

碳化硅應(yīng)用率顯著攀升

除了顯著帶動(dòng)電池材料升級(jí)外，800V高壓快充平臺(tái)的發(fā)展，也直接帶動(dòng)了電控系統(tǒng)的革新。

與現(xiàn)行400V充電平臺(tái)相比，充電平臺(tái)升級(jí)到800V，變化最大的零部件主要是功率半導(dǎo)體。其中，SiC基功率半導(dǎo)體由于耐壓高、損耗低等性能，有望替代硅基IGBT。

證券時(shí)報(bào)記者梳理了主要車企布局的高壓快充平臺(tái)技術(shù)路線，極氪、零跑、廣汽埃安、小鵬汽車、長(zhǎng)城汽車、現(xiàn)代汽車、路特斯、比亞迪、嵐圖等均采用了SiC電驅(qū)。

戴姆勒一項(xiàng)研究報(bào)告顯示，電動(dòng)汽車在800V高壓平臺(tái)中采用碳化硅MOSFET模塊，較傳統(tǒng)硅基IGBT模塊整車經(jīng)濟(jì)性可提高約7.7%。

業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，隨著國內(nèi)800V高壓平臺(tái)電動(dòng)汽車的逐步量產(chǎn)，SiC滲透率將加速提升。根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，SiC功率器件市場(chǎng)規(guī)模，有望從2019年的5.41億美元增長(zhǎng)至2025年的25.62億美元，2019年~2025年CAGR(年均復(fù)合增長(zhǎng)率)約30%。其中，新能源汽車市場(chǎng)提供主要增量。

目前，單個(gè)碳化硅功率器件的價(jià)格約為硅基IGBT的3倍。但從整車企業(yè)的角度來看，采用碳化硅能帶動(dòng)整車系統(tǒng)效率提升，進(jìn)而降低系統(tǒng)其他部分成本。因此，使用碳化硅并不會(huì)明顯增加整車成本。同時(shí)，伴隨著碳化硅成本的下行，800V高壓快充平臺(tái)的總體成本也有望下降，滲透率將進(jìn)一步提升。

不過，英飛凌科技大中華區(qū)汽車電子事業(yè)部高級(jí)總監(jiān)仲小龍指出，在未來相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)，IGBT與碳化硅器件會(huì)在不同額定功率和開關(guān)頻率的應(yīng)用場(chǎng)景中動(dòng)態(tài)共存。

同時(shí)，由于目前支持800V的車型保有量較少，單獨(dú)建大功率充電站點(diǎn)利用率也會(huì)相對(duì)較低，行業(yè)內(nèi)普遍會(huì)按照大功率充電+普通快充的高低搭配組合，以滿足不同車型的補(bǔ)能需求。【責(zé)任編輯/江小白】

來源：證券時(shí)報(bào)

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