新能源汽車(chē)市場(chǎng)表現(xiàn)強(qiáng)勁。目前新能源汽車(chē)增速加速明顯，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，我國(guó)在 2016~2021 年新能源汽車(chē)銷(xiāo)量年復(fù)合增速高達(dá) 47.34%。其中 2021 年全國(guó)新能源汽車(chē) 銷(xiāo)量為 352.1 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 157%，連續(xù) 7 年全球**，新能源汽車(chē)總體汽車(chē)銷(xiāo)量占 比為 13.4%。

 

電動(dòng)化加速落地：催生龐大充電需求。目前國(guó)際知名車(chē)企都明確提出自身電動(dòng)化戰(zhàn)略規(guī)劃，例如大眾計(jì)劃 2022 年之前推出 15 款 MEB 新能源車(chē)型；2025 年之前推出 15 款 PPE 新能源車(chē)型，新能源車(chē)銷(xiāo)量達(dá) 100 萬(wàn)輛，占公司總銷(xiāo)售量 20%-25%；2028 年前推出 70 款純電動(dòng)車(chē)型，電動(dòng)車(chē)產(chǎn)量達(dá) 2200 萬(wàn)輛。全球電動(dòng)化趨勢(shì)明顯，勢(shì)必催生龐大的充電需 求。

 

充電問(wèn)題成為消費(fèi)者痛點(diǎn)。充電速度始終是貫穿電動(dòng)車(chē)使用過(guò)程，目前電動(dòng)車(chē)在全球的 快速滲透擴(kuò)張則進(jìn)一步放大了充電速度對(duì)于車(chē)主行車(chē)效率和用戶(hù)體驗(yàn)的影響。華為曾表示目前新能源汽車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)由政策驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)化為政策+市場(chǎng)雙輪驅(qū)動(dòng)，對(duì)于目前的消費(fèi)者而言，存在的主要痛點(diǎn)為：充電、續(xù)航和安全。其中充電問(wèn)題在很大程度上將影響消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)欲望。

 

心理錨定：傳統(tǒng)燃油車(chē)的能量補(bǔ)充十分快速，一般場(chǎng)景下，燃油車(chē)從進(jìn)入加油站加油到 駛出加油站全程不超過(guò) 10 分鐘，且對(duì)于長(zhǎng)距離行駛來(lái)說(shuō)，加油站數(shù)量眾多，遍布于每一 個(gè)高速公路驛站。而以 400KMH 傳統(tǒng)電動(dòng)車(chē)為例，電動(dòng)車(chē)的充電速度普遍在 30 分鐘朝 上，且充電樁的數(shù)量緊張延長(zhǎng)了充電的前置等待時(shí)間。目前的充電技術(shù)相比于燃油車(chē)的 加油方式毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。10 分鐘的燃油車(chē)心理錨定時(shí)間始終是廣大客戶(hù)衡量電動(dòng)汽車(chē)充電速 度快慢的**標(biāo)準(zhǔn)。

 

超級(jí)充電標(biāo)準(zhǔn)孕育而出。C 的定義：通常，我們將電池的充放電倍率用 C 來(lái)表示。對(duì)于 放電，4C 放電表示電池 4 個(gè)小時(shí)完全放電時(shí)的電流強(qiáng)度。對(duì)于充電，4C 表示在給定的 電流強(qiáng)度下，充滿(mǎn)電池 400%的電量需要 1 個(gè)小時(shí)，也即在給定的電流強(qiáng)度下 15 分鐘電 池能夠完全充電。4C 是什么：4C 并非全新指標(biāo)，而是在傳統(tǒng)的充放電指標(biāo)如 1C、2C 基礎(chǔ)上的延伸，是 電池充放電性能提升的體現(xiàn)，并且可以看出 C 的級(jí)數(shù)越高，電池充放電性能提升的邊際 效果越弱。當(dāng)電池的充電倍率超過(guò) 4C，其技術(shù)難度的提升以及電池承受的電流壓力更大， 但是技術(shù)提升所帶來(lái)的正向效應(yīng)變小。因此我們認(rèn)為，4C 是目前兼具性能提升和電池技 術(shù)承受能力的*優(yōu)解。

 

動(dòng)力電池充電倍率的迭代進(jìn)程:在早期，受限于當(dāng)時(shí)的科技水平，無(wú)論是充電技術(shù)還是電 池工藝都不允許電池以較高的倍率進(jìn)行充電，對(duì)于剛剛實(shí)現(xiàn)充電跨越的鉛酸電池，其充 電倍率僅為 0.1C，充電倍率的提高會(huì)對(duì)電池壽命產(chǎn)生較大影響。而隨著鋰電池技術(shù)的不 斷突破搭配 BMS 的不斷進(jìn)步，電池的充放電倍率得到了顯著的提升。

 

*早的交流慢充方 案充電倍率為 0.5C 以下。隨著近幾年全球電動(dòng)汽車(chē)的加速滲透，動(dòng)力電池的充電技術(shù)得到大幅突破，從 1C 的電 動(dòng)汽車(chē)迅速演進(jìn)到 2C。2022 年，國(guó)內(nèi)已有搭載 3C 電池的汽車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)。而在 2022 年 的 6 月 23 日，寧德時(shí)代發(fā)布新款麒麟電池，并表示 4C 充電預(yù)計(jì)將于明年到來(lái)。

 

超級(jí)充電將成為充電技術(shù)升級(jí)必經(jīng)之路。同新能源汽車(chē)一樣，手機(jī)對(duì)于充電速度的需求 也較強(qiáng)，在手機(jī)發(fā)展的過(guò)程中充電技術(shù)也在不斷提升：從 1983 年摩托羅拉 DynaTAC8000X 實(shí)現(xiàn)充電 10 小時(shí)通話 20 分鐘，到 2014 年 OPPO Find 7 宣傳充電 5 分 鐘通話兩小時(shí)，到現(xiàn)如今多機(jī)型可以在 15 分鐘內(nèi)充滿(mǎn) 4500mAh 容量的電池。智能手機(jī) 的充電協(xié)議也從 2010 年 USC BC 1.2 的 5V 1.5A 提升至 2021 年 USB PD 3.1，*大電壓 可支持 48V。我們認(rèn)為無(wú)論是智能手機(jī)還是新能源汽車(chē)，實(shí)現(xiàn)快速充電都將在很大程度 上提升產(chǎn)品使用體驗(yàn)，同時(shí)也是技術(shù)升級(jí)的必經(jīng)之路，未來(lái)電動(dòng)車(chē) 4C 充電也將成為產(chǎn) 業(yè)趨勢(shì)。

 

多企業(yè)布局超級(jí)充電

目前已經(jīng)有多家企業(yè)已經(jīng)發(fā)布自身快充布局方案，并且自 2021 年起已經(jīng)陸續(xù)有相關(guān)車(chē) 型發(fā)布：保時(shí)捷推出首款 800V 快充平臺(tái)電車(chē)；比亞迪 e 平臺(tái) 3.0 發(fā)布，對(duì)應(yīng)概念車(chē)型 ocean-X；吉利極氪 001 搭載 800V 快充平臺(tái)。同時(shí)華為發(fā)布其 AI 閃充全棧高壓平臺(tái)， 預(yù)計(jì)到 2025 年將實(shí)現(xiàn) 5min 快充。

 

華為：AI 閃充全棧高壓平臺(tái)將實(shí)現(xiàn) 5min 快充

“大電流”與“大電壓”路徑并存，后者成本更優(yōu)。為了達(dá)到更高的充電功率以達(dá)到快 充的目的，加大電流或者電壓是必須的，目前市面上采用更“大電壓”技術(shù)路徑的公司 多于“大電流”。華為表示：當(dāng)使用“大電壓”技術(shù)路徑時(shí)，整車(chē) BMS、電池模組成本與 “大電流”路徑持平，但是由于不需要考慮大電流影響， 其高壓線束以及熱管理系統(tǒng)成 本要相對(duì)較低。

 

800V 或?qū)⒊蔀橹髁?。在如今主流?chē)型依舊為 200V~400V 電壓架構(gòu)，為了達(dá)到更高功率 以滿(mǎn)足快充需求，電流將會(huì)面臨翻倍的可能，這將會(huì)給整車(chē)散熱以及性能帶來(lái)影響。如 今包括 SiC 等功率器件，高壓連接器，高壓充電槍等管徑部件已經(jīng)發(fā)展成熟，選用更高 的電壓的同時(shí)保證電流處于相對(duì)安全的范圍是一個(gè)較好的選擇。

 

特斯拉：V4 充電功率有望達(dá)到 350kW

自 2012 年起，Tesla 便著手超充布局。**代充電樁V1 功率為 90kW；V2提升至120kW， 自 V3 充電樁起，Tesla 采用液冷技術(shù)，運(yùn)用全新的架構(gòu)使得電池能夠承受更大功率的充 電，充電峰值達(dá)到 250kW，在峰值情況下充電可以達(dá)到 15 分鐘為車(chē)輛補(bǔ)充 250km 的續(xù) 航里程，V3 對(duì)于 Model 3 車(chē)型來(lái)說(shuō)僅需 40min 便可將 SOC 由 8%充至 90%，相較于 V2 縮短 20min。

V4 或?qū)⒚媸?，功率有望達(dá)到 350kW，峰值電流 900A。Tesla 在近期法說(shuō)會(huì)問(wèn)答環(huán)節(jié) 中，其汽車(chē)業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人 Jerome Guillen 曾公開(kāi)表示在著手開(kāi)發(fā) 350kW 超充充電樁，預(yù)計(jì) 將試配于 Plaid 和 Cybertruck 等車(chē)型中。

 

 

比亞迪：e 平臺(tái) 3.0 充電 5 分鐘續(xù)航 150km

比亞迪自 2003 年進(jìn)入新能源領(lǐng)域，在純電車(chē)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)三次平臺(tái)迭代，其中**代 e 平 臺(tái)發(fā)布于 2010 年，實(shí)現(xiàn)了三電關(guān)鍵技術(shù)的平臺(tái)化，在高壓架構(gòu)、大功率電機(jī)、驅(qū)動(dòng)電機(jī) 控制器等關(guān)鍵部件中實(shí)現(xiàn)突破；2016 年比亞迪發(fā)布 e 平臺(tái) 2.0，首次剔除“33111”概 念：以高度集成化為目的，開(kāi)發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化、輕量化、小型化、可組合的模塊產(chǎn)品。并實(shí)現(xiàn) 了整車(chē)的減重以及布局優(yōu)化。

 

2021 年比亞比發(fā)布全新概念車(chē)型 ecean-X，同時(shí)推出其搭載的 e 平臺(tái) 3.0，其采用八合 一電驅(qū)動(dòng)總成，將電機(jī)、減速器、DC-DC、BMS 等部件向結(jié)合，全車(chē) EE 架構(gòu)由分散式升 級(jí)為集中式，e 平臺(tái) 3.0 將采用全新一代 SiC 模塊，整車(chē)電控功率密度提升 30%，*大 支持電流、電壓分別為 840A、1200V。比亞迪 e 平臺(tái) 3.0 同時(shí)搭載 800V 超充平臺(tái)，達(dá)到充電 5 分鐘續(xù)航 150km 的快充標(biāo)準(zhǔn)。

 

保時(shí)捷：800V 平臺(tái) Taycan

保時(shí)捷 Taycan 采用完整 800V 電池架構(gòu)，能夠滿(mǎn)足 400V 直流快充和 800V 直流快充， 5 分鐘能夠?qū)崿F(xiàn) SOC 80%的充電。在設(shè)計(jì)中，保時(shí)捷 Taycan 采用大眾集團(tuán) J1 電平臺(tái)改 款，由于保時(shí)捷 Taycan 在設(shè)計(jì)之初市面上普遍電壓為 400V 平臺(tái)，Taycan 使用了升壓器 將 400V 平臺(tái)提升至 800V，使得其內(nèi)部 DC-DC 結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，同時(shí)使得其在 800V 相關(guān) 配套設(shè)施并不完善的時(shí)期實(shí)現(xiàn)了 800V 快速充電。

 

目前 Taycan 的充電方案可以適用于家用充電或者外部充電，在充電功率方面**階段 可以提供大約 250kW 功率，后續(xù)將提升至 320kW，在實(shí)現(xiàn)快充的同時(shí)也能夠通過(guò)內(nèi)部 的升壓器來(lái)實(shí)現(xiàn) 400V 50kW 的普通充電。

 

800V Macan 車(chē)型即將面世。根據(jù)保時(shí)捷公開(kāi)消息，新款 Macan 將于 2023 年發(fā)布，新 車(chē)將搭載 800V 快充平臺(tái)，與 Taycan 不同，新款 Macan 將使用大眾集團(tuán) PPE 純電平臺(tái)， 其將作為從零打造的純電平臺(tái)，充電功率或?qū)⑦_(dá)到 270kW。

 

吉利：極氪 001 支持 360kW 快充

2021 年底，吉利發(fā)布基于 SEA 架構(gòu)的極氪 001，售價(jià)基于 28.1~36.0 萬(wàn)，根據(jù)電機(jī)續(xù) 航里程的不同分為“WE”、“YOU”和長(zhǎng)續(xù)航版“YOU”，其中“WE”電池容量為 86kWh， 其余兩款電池容量為 100 kWh。極氪 001 由于搭載 800V 高壓充電平臺(tái)，支持理論 360kW 超級(jí)充電，根據(jù)新出行實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，在 400V 平臺(tái)下，極氪 001 能夠?qū)崿F(xiàn) 28min 將 SOC 由 20%充至 80%。

 

同時(shí)為了適配極氪 001，吉利著手已經(jīng)布局全景式充電：家庭 7kW 充電樁、商區(qū) 20kW 輕沖、道路樞紐 120kW 超充以及“即充即走”360kW 快充，支配不同應(yīng)用場(chǎng)景滿(mǎn)足多 樣化需求，其中“即充即走”超充充電樁由于采用液冷散熱外部線纜外徑小于 25mm， 同時(shí)支持無(wú)感支付等功能，極氪預(yù)計(jì)將在 2023 年底全國(guó)范圍內(nèi)建設(shè) 2200 個(gè)不同規(guī)格等 級(jí)的充電樁。

 

多品牌布局超級(jí)充電樁

2022 年隨著越來(lái)越多的 800V 平臺(tái)電車(chē)進(jìn)入大眾視野，相對(duì)應(yīng)的充電樁部署也在井然有 序進(jìn)行。

 

大眾：純電車(chē)布局清晰，超充站建設(shè)積極。大眾集團(tuán)目前純電汽車(chē)布局清晰，旗下純電 平臺(tái)：J1、MEB、PPE 對(duì)應(yīng)包括大眾 ID、奧迪、保時(shí)捷等多品牌車(chē)型，根據(jù)大眾公布的 充電樁戰(zhàn)略規(guī)劃，目前 MEB 平臺(tái)年產(chǎn)量可達(dá) 60 萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到 2025 年將會(huì)有 15 款左右 的 MEB 平臺(tái)車(chē)型面世。

 

充電樁領(lǐng)域，大眾在 2019 年在國(guó)內(nèi)成立 CAMS 合資公司，提供充電解決方案，截止 2021 年初已經(jīng)在北京、成都等地布局近 40 個(gè)超級(jí)充電站（功率在 120~180kW 左右）、255 做充電站和 1800 個(gè)充電樁。截止 2021 年初，大眾集團(tuán)在德國(guó)已經(jīng)布局 1200 余個(gè)公共 充電樁，2022 年規(guī)劃在歐洲地區(qū)新建 750 個(gè)充電樁，其中包含 300kW 快充樁。

 

小鵬：充電業(yè)務(wù)布局超前。早在 2018 年小鵬就已經(jīng)有**批超充站投入運(yùn)營(yíng)，同時(shí)小 鵬充電業(yè)務(wù)采取合作模式，可接入多個(gè)第三方，同時(shí)小鵬在 2019 年底在充電領(lǐng)域與未 來(lái) nio power 達(dá)成合作。根據(jù)小鵬官網(wǎng)顯示，截止 2022 年 3 月底，小鵬自營(yíng)超充站上線 757 座，覆蓋全國(guó)所有地級(jí)行政區(qū)。

 

蔚來(lái)：180kW 和 250A 快充。蔚來(lái)在超充領(lǐng)域沒(méi)有停滯，根據(jù)蔚來(lái)官網(wǎng)，截止 2022 年 6 月蔚來(lái)全國(guó)范圍內(nèi)布局超充站超過(guò) 862 個(gè)，其擁有*大功率為 180kW，能夠在半小時(shí) 內(nèi)由 20%充電至 80%。

 

800V 高壓架構(gòu)或成下一代主流平臺(tái)

核心在于電壓的升級(jí)

快充的核心在于提高整車(chē)充電功率，提高充電功率主要兩種方式，加大充電電流或者提 高充電電壓。目前大多數(shù)純電動(dòng)汽車(chē)的牽引逆變器都使用 600V 的 IGBT 模塊，因此將電 池組電壓限制在 400V 左右的峰值，如果充電電壓保持在 400 V，提高電流會(huì)導(dǎo)致充電電 纜笨重、傳導(dǎo)熱損失平方級(jí)別增長(zhǎng)，連接器、電纜、電池的電連接、母線排等的電阻都 會(huì)發(fā)熱。將母線電壓提高到 800 V，可以使同一根電纜的充電功率增加一倍，要達(dá)到 350 或 400kW 的超高充電功率，800V 高壓平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。

對(duì)比采用 400V 總線的特斯拉 Model 3 和采用 800V 總線設(shè)計(jì)的保時(shí)捷 Taycan。Model3 和 Taycan 將充電 SOC 從 5%-80%分別需要 26 分鐘和 22.5 分鐘。Model 3 的母線電壓 較低，通過(guò)使用非常高的超過(guò) 600A 的*大充電電流實(shí)現(xiàn)了 250kw 的*大充電功率。保 時(shí)捷 Taycan 采用 800V 的電池組，通過(guò)傳統(tǒng)的直流快速充電器和插頭提供*大充電電流 為 340A，峰值充電功率 270kW。Taycan 獲得的充電功率比 Model 3 略高，在 800 V 總 線和 500 A 充電電流的情況下，可以達(dá)到 400 kW 的功率。

 

800V 高壓架構(gòu)或成為下一代電動(dòng)車(chē)主流平臺(tái)。800V 高壓系統(tǒng)通常指整車(chē)高壓電氣系統(tǒng) 電壓范圍達(dá)到 550-930V 的系統(tǒng)，統(tǒng)稱(chēng) 800V 系統(tǒng)。800V 高壓系統(tǒng)以低成本和高效率系 統(tǒng)獲得眾多集團(tuán)和品牌青睞，海外現(xiàn)代起亞、大眾集團(tuán)、奔馳、寶馬等，國(guó)內(nèi)比亞迪、 吉利、極狐、現(xiàn)代、廣汽、小鵬等均重點(diǎn)布局 800V 高壓平臺(tái)。800V 高壓架構(gòu)有望成為 下一代電動(dòng)汽車(chē)的主流整車(chē)電壓平臺(tái)。

 

根據(jù)聯(lián)合電子，目前常見(jiàn)的有 5 種 800V 高壓系統(tǒng)架構(gòu)：

方案一：車(chē)載部件全部 800V，電驅(qū)升壓兼容 400V 直流樁方案。典型特征為：直流 快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；通過(guò)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)升壓， 兼容 400V 直流充電樁。這種方案整車(chē)能耗低，無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)，所有部件要求 800V 也 都是供應(yīng)商在研產(chǎn)品，易于推廣。

 

方案二：車(chē)載部件全部 800V，新增 DCDC 兼容 400V 直流樁方案。典型特征為：直 流快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；通過(guò)新增 400V-800V DCDC 升壓，兼容 400V 直流充電樁。這種方案整車(chē)能耗低，無(wú)安全風(fēng)險(xiǎn)，但系統(tǒng)新 增成本較高，不過(guò)仍然由于 800V 部件多家廠商在研，較易推廣。

 

方案三：車(chē)載部件全部 800V，動(dòng)力電池靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直流樁 方案。典型特征為：直流快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；2 個(gè) 400V 動(dòng)力電池串并聯(lián)，通過(guò)繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直 流充電樁。這種方案由于動(dòng)力電池需要特殊設(shè)計(jì)，以避免電池并聯(lián)環(huán)流潛在問(wèn)題， 因此推廣難度較大。

 

方案四：車(chē)載部件全部 800V，動(dòng)力電池靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直流樁 方案。典型特征為：直流快充、交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、動(dòng)力電池、高壓部件均為 800V；2 個(gè) 400V 動(dòng)力電池串并聯(lián)，通過(guò)繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直 流充電樁。這種方案整車(chē)能耗高，優(yōu)點(diǎn)在于只需要增加一個(gè) DCDC，但這個(gè) 400V/800V DCDC 對(duì)安全要求高，推廣不易。

 

方案五：僅直流快充相關(guān)部件為 800V，其余部件維持 400V，動(dòng)力電池靈活輸出 400V 和 800V 方案。典型特征為：僅直流快充為 800V；交流慢充、電驅(qū)動(dòng)、負(fù)載均為 400V；2 個(gè) 400V 動(dòng)力電池串并聯(lián)，通過(guò)繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 和 800V 直流充電樁。這一方案雖然系統(tǒng)新增成本低，整車(chē)布置改造難度適中，但是在 能耗、電池特殊改動(dòng)和設(shè)計(jì)方面均處于劣勢(shì)。

 

綜合考慮性能、系統(tǒng)成本及整車(chē)改造工程量，方案一“車(chē)載部件全部 800V，電驅(qū)升壓 兼容 400V 直流樁方案”預(yù)計(jì)是短期內(nèi)快速推廣的解決方案。