隨著主流電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程的提升、續(xù)航焦慮已逐漸得到緩解，但補(bǔ)能焦慮依舊制約電動(dòng)車的發(fā)展，各大主流車廠和相關(guān)的充電廠商，也在積極布局800V高壓平臺(tái)，那么，什么是高壓快充？一文讓你快速了解！

什么是高壓快充？

快充即為快速充電，衡量單位可用充電倍率（C）表示。充電倍率越大，充電時(shí)間越短。

充電倍率（C）=充電電流（mA）/電池額定容量（mAh）

例：電池容量為4000mAh，充電電流達(dá)到了8000mAh，則充電倍率為8000/4000=2C。

高倍率充電并不是0%-100%的電量都通過大電流充入完成。合理的充電模式共分三個(gè)階段，階段1：預(yù)充電狀態(tài)；階段2：大電流恒流充電；階段3：恒壓充電。

階段1的預(yù)充電起到對(duì)電芯的保護(hù)作用；階段2就是我們所說(shuō)的高倍率充電階段，這個(gè)過程的電量區(qū)間往往在20%-80%；階段3恒壓充電的目的是限壓，防止電芯的電壓過高，破壞電池結(jié)構(gòu)。

學(xué)過物理的都知道，P（充電功率）=U（電壓）*I（電流）。在電池容量不變的情況下，要想提高充電功率，要么提高電流，要么提高電壓。

因此，在大功率快充路線上，細(xì)化為兩個(gè)方向——有的車企在提高電流上下功夫，有的在提高電壓上下功夫。

比如，在拼命提高電流的典型案例就是特斯拉。特斯拉的超充樁的電流已經(jīng)從最初的250A提升至640A，超充功率也隨之從100kW提升至250kW。

但是提升充電電流會(huì)引發(fā)“熱量聚集”的負(fù)面效應(yīng)，這是一個(gè)累贅。

根據(jù)焦耳定律（Q=I2Rt），電流的提升將大幅增加充電過程中的熱量，為此，特斯拉專門研發(fā)了高度集成的“電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)”和“電池管理系統(tǒng)BMS”來(lái)驅(qū)熱。

而國(guó)內(nèi)的大部分車企，都選擇了通過提高電壓來(lái)提高充電效率。

原本新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)。

于是乎，現(xiàn)在各大車企試圖都從400V拔高到800V，來(lái)打贏這場(chǎng)高壓快充的攻堅(jiān)戰(zhàn)。

目前搭載800V高壓快充的車型有小鵬G9、比亞迪海豹、廣汽埃安AION V Plus、極狐阿爾法 HI版、沙龍機(jī)甲龍、極星Polstar 5、保時(shí)捷Taycan、現(xiàn)代IQNIQ 5、起亞EV6等。

相比之下，還是華為的野心最大。華為在2021年4月發(fā)布高壓平臺(tái)解決方案，目標(biāo)是：到2025年將推出電壓平臺(tái)超1000V、功率600kW的快充方案，5分鐘即可實(shí)現(xiàn)30%-80% SOC充電性能。

這些業(yè)內(nèi)大佬之所以敢花費(fèi)大量精力財(cái)力押注“高壓快充”賽道，還是看中了其可觀的前景，首先政策上一直在為這個(gè)產(chǎn)業(yè)保駕護(hù)航。

從政策驅(qū)動(dòng)上看，2022年國(guó)家定調(diào)“穩(wěn)增長(zhǎng)”，充電樁、換電站的投資建設(shè)作為“新基建”系列，有望迎來(lái)風(fēng)口。

比如，近一點(diǎn)的，7月19日，交通運(yùn)輸部召開部務(wù)會(huì)，審議了《加快推進(jìn)公路沿線充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動(dòng)方案》，將公路沿線充電基礎(chǔ)設(shè)施劃歸到落實(shí)國(guó)務(wù)院穩(wěn)住經(jīng)濟(jì)的一攬子政策措施之下。

北京是力爭(zhēng)到2025年全市新能源汽車?yán)塾?jì)保有量力爭(zhēng)達(dá)到200萬(wàn)輛，充電樁累計(jì)建成70萬(wàn)個(gè)；

上海是計(jì)劃到2025年滿足125萬(wàn)輛以上電動(dòng)汽車的充電需求，全市車樁比不高于2∶1；

安徽力爭(zhēng)到2025年汽車生產(chǎn)規(guī)模超300萬(wàn)輛，各類充電樁23.7萬(wàn)個(gè)，充電站4750座。

政策層面早已吹響號(hào)角，高壓快充的席卷而來(lái)勢(shì)必也會(huì)引起產(chǎn)業(yè)層面一定程度的動(dòng)蕩與重塑。

那么，從400V提升到800V，會(huì)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈怎樣的變化呢？

首先值得關(guān)注的是充電樁：

充電樁主要由以下7個(gè)部分組成：充電樁殼體、充電槍外殼、插頭、插座、斷路器、接觸器、電源模塊外殼、充電樁用電纜。

根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟數(shù)據(jù)，截至2022 年6 月，全國(guó)充電基礎(chǔ)設(shè)施累計(jì)數(shù)量為391.8 萬(wàn)臺(tái)，同比增加101.2%。

根據(jù)公安部數(shù)據(jù)，截至2022 年6 月底，全國(guó)新能源汽車保有量1001萬(wàn)輛。以此計(jì)算，截至2022 年上半年，國(guó)內(nèi)樁車比為1:2.6，較去年同期的1:3.1 明顯提升。

其次是材料端：

主要關(guān)注碳化硅功率器件、負(fù)極材料、CNT 導(dǎo)電劑、電解液等方面技術(shù)的革新。

碳化硅功率器件：800V電壓系統(tǒng)對(duì)功率半導(dǎo)體要求嚴(yán)苛。

為了滿足800V高壓平臺(tái)的需求，車企需要把原先的硅基IGBT切換成碳化硅材料（SiC），因?yàn)樘蓟铻椴牧献龀龅墓β拾雽?dǎo)體耐高壓，耐高溫，熱損耗低。

負(fù)極材料：技術(shù)革新主要為在現(xiàn)有的石墨負(fù)極材料體系上進(jìn)行二次造粒、包覆、摻硅等方式，從而提升負(fù)極材料的倍率性能，二次造粒、包覆技術(shù)相對(duì)成熟，但硅基負(fù)極的發(fā)展處于初期，隨著快充性能需求的擴(kuò)大，有望加速硅基負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化趨勢(shì)。

CNT 導(dǎo)電劑：主要針對(duì)于硅基負(fù)極的使用，CNT 可以改善硅較差的導(dǎo)電性、包覆在硅四周一定程度上抑制膨脹，目前針對(duì)硅基負(fù)極材料使用的單壁管處于具備產(chǎn)業(yè)化條件、即將放量的階段。

電解液：在快充模式下，對(duì)于電解液的熱穩(wěn)定性以及導(dǎo)電性提出更高要求，新型鋰鹽LiFSI 具備更優(yōu)性能，國(guó)內(nèi)龍頭電解液企業(yè)LiFSI 的批量供應(yīng)能力，并有望在需求驅(qū)動(dòng)下加速應(yīng)用。

第三是關(guān)注相關(guān)的零部件：

包括DCDC轉(zhuǎn)換器、OBC車載充電機(jī)、PDU/BDU集成設(shè)計(jì)產(chǎn)品、高壓直流繼電器、激勵(lì)熔斷器、薄膜電容、高壓連接器等。

DCDC轉(zhuǎn)換器：由于目前市面上的直流充電樁輸出電壓基本上都是400V，無(wú)法直接給800V的動(dòng)力電池充電，因此需要一個(gè)額外的升壓DCDC產(chǎn)品將400V電壓升至800V后，再對(duì)電池進(jìn)行充電。

OBC車載充電機(jī)：一般包括整流器電路以及DCDC轉(zhuǎn)換器兩大核心部件，前者主要將交流充電樁的電轉(zhuǎn)換為直流電為動(dòng)力電池充電，后者主要將高壓電池轉(zhuǎn)換為低壓。

為滿足耐壓、耐高溫、輕量化等需求，OBC和DCDC等功率器件的集成化趨勢(shì)明顯。

PDU/BDU集成設(shè)計(jì)產(chǎn)品：主要元器件包括繼電器、熔斷器、電流采集原件、銅排、連接器和線束等。

PDU高壓配電單元主要負(fù)責(zé)對(duì)新能源汽車高壓系統(tǒng)的電源進(jìn)行分配與管理，主要功能包括電路過載短路保護(hù)、保護(hù)和檢測(cè)高壓系統(tǒng)運(yùn)行、提供充放電控制等。BDU電池包斷路單元也屬于PDU的一種，主要用在電池包上。

高壓直流繼電器：繼電器作為通過小電流來(lái)控制大電流通斷的開關(guān)，在電路中可以起到轉(zhuǎn)換電路、安全保護(hù)和自動(dòng)調(diào)節(jié)等作用，在800V電壓下高壓直流繼電器成為整車電路控制環(huán)節(jié)十分重要的器件，其產(chǎn)品性能要求提高，對(duì)耐壓性、滅弧、使用壽命、載流能力等指標(biāo)要求更為嚴(yán)苛，附加值也隨之提升。

目前高壓直流繼電器的單車價(jià)值量在800-1400元之間，800V電壓趨勢(shì)下單車價(jià)值提升約40%。

通常新能源汽車需要配備5-8個(gè)高壓直流繼電器，且隨著電氣架構(gòu)高壓化發(fā)展，需求將不斷提升。

國(guó)內(nèi)高壓直流繼電器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局實(shí)現(xiàn)以自主品牌為主導(dǎo)，比如國(guó)內(nèi)市占率達(dá)40%的宏發(fā)股份（600885.SH）。

激勵(lì)熔斷器：作為PDU的重要器件，是新能源汽車不可或缺的安全保護(hù)裝置，主要為電動(dòng)車儲(chǔ)能提供過電流保護(hù)功能，如對(duì)DCDC、PTC、OBC和空調(diào)等進(jìn)行保護(hù)。

目前全球熔斷器市場(chǎng)集中度高，市占率前七位企業(yè)合計(jì)占比達(dá)92%，主要以歐美日企業(yè)為主導(dǎo)。在國(guó)內(nèi)新能源車用熔斷器市場(chǎng)中，市場(chǎng)集中度也很高，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商中熔電氣（301031.SZ）市占率達(dá)55%，而第二、三位企業(yè)Bussmann和Mersen的市占率分別為30%和10%，CR3達(dá)95%。

薄膜電容：電容器是能源控制、電源逆變、電源管理以及直流交流變換等系統(tǒng)中的核心元器件，主要應(yīng)用于充電樁和電控逆變器中，起到直流濾波的作用，對(duì)于逆變器的壽命也起決定作用。目前新能源汽車薄膜電容單車價(jià)值量約為400元，800V高壓趨勢(shì)下對(duì)薄膜電容的需求量將呈大幅提升趨勢(shì)，薄膜電容的單車價(jià)值量有望提升20%，此外800V高壓平臺(tái)一般率先應(yīng)用于雙電機(jī)配置的中高端車，短期內(nèi)薄膜電容用量也將提升。

目前全球薄膜電容市場(chǎng)主要以歐美日企業(yè)為主，日本松下的全球市占率高達(dá)55%，全球第一，國(guó)內(nèi)供應(yīng)商法拉電子以8%的市占率排名第三。

高壓連接器：高壓平臺(tái)中十分重要的元部件，在整車端和充電樁端均有應(yīng)用，被廣泛應(yīng)用于動(dòng)力電池、PDU、OBC、DC/DC、空調(diào)、直/交流充電接口等高壓?jiǎn)卧饕獞?yīng)用場(chǎng)景包括車載充電器、電池和電控之間、電機(jī)和電控之間、空調(diào)和電控之間的電流傳輸。

目前單車一般需要配置15-20個(gè)高壓連接器，隨著大功率快充接口和電壓轉(zhuǎn)化接口數(shù)量增加，高壓連接器的單車價(jià)值量也隨之提升，目前新能源汽車高壓連接器的單車價(jià)值量約為2000元，而在800V平臺(tái)下高壓連接器的單車新增量可達(dá)800-1500元。

分析師們之所以把2022年稱作新能源汽車的“高壓元年”，源于國(guó)家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局等十部委在今年1月發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見》。

里面提到：

一，鼓勵(lì)地方加強(qiáng)大功率充電、車網(wǎng)互動(dòng)等示范類設(shè)施的補(bǔ)貼力度；

二、加大配套電網(wǎng)建設(shè)投入，合理預(yù)留高壓、大功率充電保障能力；

三、提高城市與高速公路快充樁/站覆蓋比例。城市中，鼓勵(lì)充電運(yùn)營(yíng)企業(yè)通過新建、改建、擴(kuò)容、遷移等方式，逐步提高快充樁占比；高速公路中，力爭(zhēng)到2025年，國(guó)家生態(tài)文明試驗(yàn)區(qū)、大氣污染防治重點(diǎn)區(qū)域的高速公路服務(wù)區(qū)快充站覆蓋率不低于80%，其他地區(qū)不低于60%。

《實(shí)施意見》發(fā)布后，北京、浙江、安徽、重慶等地紛紛發(fā)文件表示響應(yīng)。

美國(guó)設(shè)立了2023年把電動(dòng)汽車快充時(shí)間縮短到15分鐘以內(nèi)的目標(biāo)，相較之下，我國(guó)2025年快充站覆蓋率60%的目標(biāo)并不算激進(jìn)。

但難度仍然不小。

中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)張進(jìn)華表示，“超級(jí)快充技術(shù)對(duì)電網(wǎng)的要求也很高，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)要做出一些重大調(diào)整，才能滿足大量電動(dòng)車同時(shí)快充的需求。電網(wǎng)的這種負(fù)荷巨變，需要時(shí)間?！?/p>

中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)秘書長(zhǎng)張進(jìn)華

一名熟悉充電領(lǐng)域的人士認(rèn)為：

靠國(guó)家永遠(yuǎn)不如靠車企自己，現(xiàn)在上頭不是那么闊綽的時(shí)候了。

車企們大概也想掌握主動(dòng)權(quán)，競(jìng)相開啟大功率超充樁布局。

北京地區(qū)就已部署了超過10座360kW以上單樁充電功率的極狐超充站。阿維塔科技則和bp電動(dòng)化及移動(dòng)出行部門共同投資，在2023年底前在中國(guó)19座城市建設(shè)百余個(gè)超快充電站。

根據(jù)充電聯(lián)盟的統(tǒng)計(jì)，截至2022年7月，聯(lián)盟內(nèi)成員單位總計(jì)上報(bào)公共類充電樁157.5萬(wàn)臺(tái)。國(guó)聯(lián)證券測(cè)算，預(yù)計(jì)到 2025 年，國(guó)內(nèi)充電樁保有量有望達(dá)到930萬(wàn)個(gè)。對(duì)比之下，車企提供的超充站數(shù)量無(wú)異于杯水輿薪。

“關(guān)于高壓快充，你可以理解為產(chǎn)品的一個(gè)亮點(diǎn)，實(shí)用性雖然不強(qiáng)，但確實(shí)是一個(gè)亮點(diǎn)。一系列的車企要做高端做區(qū)隔，4C電池是個(gè)好選項(xiàng)?！币晃恍袠I(yè)分析師這樣評(píng)價(jià)車企的布局。

主機(jī)廠蠢蠢欲動(dòng)，但公共充電場(chǎng)站的主力軍——第三方充電樁運(yùn)營(yíng)商卻似乎興致平平。

“對(duì)于我們而言，超充樁的成本、選址、配網(wǎng)容量都需要考量，現(xiàn)在支持超充的車輛又很少，相當(dāng)于我好不容易建了個(gè)大水池，但絕大部分的車都是‘喝’不了這么快，變相造成了一種資源浪費(fèi)?！币晃怀潆姌哆\(yùn)營(yíng)企業(yè)內(nèi)部人士坦言。

綜上來(lái)看，我們能淺窺整個(gè)充電產(chǎn)業(yè)變革的難度之大，無(wú)論是政府、還是車企、又或是充電樁企業(yè)，在這場(chǎng)變革中都還沒有找到合適的答案。

在中國(guó)新能源車的發(fā)展進(jìn)程中，我們已經(jīng)目睹了太多讓人熱血沸騰的戰(zhàn)略計(jì)劃，這一次，“高壓快充”能成功嗎？