800V架构下电机面临两大要求

充电慢、充电难依旧是电动车无法颠覆燃油车的“阿喀琉斯之踵”。为了解决这一问题，高电压平台技术和与之配套的超级充电桩是目前最被看好的解决方案之一。受限于硅基IGBT功率元器件的耐压能力，之前电动车高压系统普遍采用的是400V电压平台。基于该电压平台的充电桩中，如果想要进一步提高充电功率、缩短充电时间，就需要将电压平台从400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，来实现高压系统的扩容

高压快充需要“车载电压、电池、充电桩”三大方向同步升级配套共同发展才能实现

▍高压充电桩元年

数据显示今年1-6月，我国充电基础设施增加130.1万台。其中公共充电桩增量同比上涨228.4%，私人充电桩增量同比上涨511.3%

上半年公共充电桩和私人充电桩增量均大幅超过去年全年。政策面上对充电桩大力支持，高压快充作为其中的一项，所以2022年被称作新能源汽车高压快充元年。充电慢、充电难一直是新能源汽车面临的难题，为了突破这一瓶颈，汽车产业链纷纷加快电动化转型步伐；通过800V高压快充技术，解决续航和充电效率这两大短板，800V高压快充随之成为各大纯电动车型的网红技术。进入2021年后高压快充路线受到越来越多主机厂的青睐，先是现代、起亚等国际巨头发布800V平台，之后比亚迪、长城、广汽、小鹏等国内主机厂也相继推出或计划推出800V平台

高压快充体验将会成为电动车市场差异化体验的重要标准。新能源车上半场拼的是电机 、电池，下半场拼的是充电桩和智能化

▍碳化硅 800V

有了800V高压，电能在电路上的损耗相比传统的400V系统会更少，而且充电功率也会因为电压的提高而更快。目前满足车规级标准的功率半导体器件中，最主流的硅基IGBT耐压等级在600-750V，但能在800V平台上使用的高压IGBT产品并不多，还存在着损耗高、效率低的缺点

这时候，碳化硅功率管的优势就体现出来了，碳化硅属于宽禁带器件，其击穿场强是硅材料器件的十倍，因而可以用更小的尺寸实现更高的耐压，当前碳化硅功率管可支持1700V的MOSFET阻断电压，非常适合高压应用。而且碳化硅器件导通电阻低，关断时漏电流小，可显著提升电源模组效率；碳化硅器件导热率是硅基器件的三倍，能够承受更高的工作温度，从而降低了散热要求；而碳化硅器件反向恢复电流极低，可以在相对应硅基器件3至5倍的工作频率进行开关动作，从而降低了对电容和磁性元件的性能要求，可以用重量更轻、成本更低的电容和电感来实现相应模块，这对电动汽车减轻重量、延长续航时间很有意义

通过将硅基IGBT替换成碳化硅器件，不仅可以改善器件的整体性能，降低散热设计难度，而且可以降低整车的成本。虽然碳化硅功率器件比IGBT这类的硅功率器件价格贵，但由于其损耗低，重量轻，可以有效增加整车续航能力，从而减少电池模组装车，达到降低整车成本

▍车企逐步采用800V碳化硅高压平台

8月份开始启动预订9月份正式上市的新能源车小鹏G9。该款车亮点之一是所采用的Xpower 3.0动力系统上，所有的部件都是 800V级别的，这是国内首款基于800V高压SiC平台的量产车，为了提升充电速度，小鹏不仅仅只是将电驱系统的兼容电压提升，而且还大幅提升了兼容电流，如今可达600A以上。学过高中物理我们应该记得，功率等于电流乘以电压，那么这辆车支持的充电功率即为600A乘以800V，等于480kW！再结合近日，小鹏汽车发布了小鹏S4超快充，这是国内首个量产的800V超快充平台，快充再配合小鹏G9可做到“车桩结合”，实现最快充电5分钟，增加续驶里程200km

这个充电速度的补充作用和效率远超目前市面的充电桩。除了小鹏汽车外，业内多家企业均在积极布局高压快充。2022年内，搭载800V系统的极狐阿尔法S、小鹏G9、长城机甲龙将陆续上市。东吴证券的分析表示，800V级高电压方案的实现，将会使充电功率突破400kW，预计会实现充电5分钟，增加续驶里程200～300km，将大幅缓解充电焦虑。2019年，车企开始关注800V高电压方案，2021～2022年更多车企高端车型采用800V快充，2023～2024年将不断有新平台使用800V高电压

▍欣旺达超级快充电池年内量产

9月3日，欣旺达超级快充动力电池产品发布会暨供应商大会在枣庄会展中心举行，欣旺达携最新快充产品切入动力电池快速赛道。发布会上，欣旺达电动汽车电池有限公司发布了旗下超级快充动力电池产品——SFC480，该产品最大充电功率达480kW，实现充电5分钟续航200km，充电10分钟续航400km，一次充电续航可达700km，并提供10年质保

据悉，欣旺达发布的超级快充电池技术主要源于欣旺达在HEV高倍率电池技术方面的积累，同时在材料、结构、工艺等方面进行技术创新

1材料创新方面，欣旺达超级快充电池采用高电压低钴Ni60正极体系，并采用复合包覆和R元素掺杂技术方案，改善了正极材料的产品性能，使该电池同时具备高能量密度和快充和高安全性能

2工艺创新方面，开发出复合多孔电极技术，较传统工艺使电芯电极厚度增加约15%，以获得更高的能量密度和更好的动力学性能

3结构创新方面，采用叠片&无连接片链接技术，电芯100%采用CT检测技术，使叠片精度达到±0.1mm，同时采用CCD在线检测防止不良率流出，进一步保障叠片精度；采用无连接片连接技术，使电芯内阻降低3%，超充温升降低2℃

与此同时，该超级快充电池在系统层面还导入全新一代3D液冷技术，实现-20℃低温下能量保持率高于85%，体积利用率达到72%以上，全系产品无热扩散。同时该系统还具备高扩展性，支持正置和倒置的电芯配置，还可以扩展到CTB/CTC平台

▍800V 架构下电机面临两大要求

在传统400V架构下，永磁电机容易发热退磁，在800V架构下，电机面临两大要求，轴承防腐蚀和增强绝缘性能。在技术路线中采取的是扁平线+油冷的技术，以提升电机功率密度和效率。所以材料端关注防腐和绝缘，技术端关注扁平线，应用范围能够扩大三倍以上

▍高压直流继电器是新能源汽车的核心部件

高压直流继电器是新能源车的安全阀，在车辆运行时进入连接状态，在车辆发生故障时可将储能系统从电器系统中分离。目前，新能源汽车需要配备5-8个高压直流继电器。未来高压继电平台推广带来直流继电器单车价值量的提升。假设22年单价200元/个，并逐年提升，2025年800V平台下，高压直流继电器市场空间接近30亿元，复合增长率202.6%。是零部件中增速最快的部分

▍负极材料

负极材料是快充性能的决定性环节。锂离子在石墨层之间的脱嵌速度决定了电池的快充性能。目前提升负极材料倍率性主要有三条路线

1第一条路线 是二次造粒，在一定温度和压强下，将物料置入球磨机中进行球磨并筛分

2第二条路线 是碳化，表面碳包覆

3第三条路线 为采用硅碳负极材料。其中最有技术含量和未来最大应用场景的应该是硅碳负极材料

硅具有超高的理论嵌锂容量，约为炭材料的十倍，且具备与石墨类似的充放电平台，通过制作工艺和形貌能够改善硅材料的电化学性能，将单质硅负极材料制造工艺纳米化能够显著提高硅材料的性能

稳定硅材料的表面SEI膜，这个方向相对来说最有价值

持续在硅基负极上进行投入，具备技术和相关产品积累，目前已建设完成中试产线，并有产品向客户进行送样测试的公司是真正的硅碳负极材料公司

编辑：黄飞