充電慢、充電難依舊是電動車無法顛覆燃油車的“阿喀琉斯之踵”。為了解決這一問題，高電壓平臺技術和與之配套的超級充電樁是目前最被看好的解決方案之一。受限于硅基IGBT功率元器件的耐壓能力，之前電動車高壓系統普遍采用的是400V電壓平臺。基于該電壓平臺的充電樁中，如果想要進一步提高充電功率、縮短充電時間，就需要將電壓平臺從400V提升到800V、1000V甚至更高的水平，來實現高壓系統的擴容

高壓快充需要“車載電壓、電池、充電樁”三大方向同步升級配套共同發展才能實現

▍高壓充電樁元年

數據顯示今年1-6月，我國充電基礎設施增加130.1萬臺。其中公共充電樁增量同比上漲228.4%，私人充電樁增量同比上漲511.3%

上半年公共充電樁和私人充電樁增量均大幅超過去年全年。政策面上對充電樁大力支持，高壓快充作為其中的一項，所以2022年被稱作新能源汽車高壓快充元年。充電慢、充電難一直是新能源汽車面臨的難題，為了突破這一瓶頸，汽車產業鏈紛紛加快電動化轉型步伐；通過800V高壓快充技術，解決續航和充電效率這兩大短板，800V高壓快充隨之成為各大純電動車型的網紅技術。進入2021年后高壓快充路線受到越來越多主機廠的青睞，先是現代、起亞等國際巨頭發布800V平臺，之后比亞迪、長城、廣汽、小鵬等國內主機廠也相繼推出或計劃推出800V平臺

高壓快充體驗將會成為電動車市場差異化體驗的重要標準。新能源車上半場拼的是電機 、電池，下半場拼的是充電樁和智能化

▍碳化硅 800V

有了800V高壓，電能在電路上的損耗相比傳統的400V系統會更少，而且充電功率也會因為電壓的提高而更快。目前滿足車規級標準的功率半導體器件中，最主流的硅基IGBT耐壓等級在600-750V，但能在800V平臺上使用的高壓IGBT產品并不多，還存在著損耗高、效率低的缺點

這時候，碳化硅功率管的優勢就體現出來了，碳化硅屬于寬禁帶器件，其擊穿場強是硅材料器件的十倍，因而可以用更小的尺寸實現更高的耐壓，當前碳化硅功率管可支持1700V的MOSFET阻斷電壓，非常適合高壓應用。而且碳化硅器件導通電阻低，關斷時漏電流小，可顯著提升電源模組效率；碳化硅器件導熱率是硅基器件的三倍，能夠承受更高的工作溫度，從而降低了散熱要求；而碳化硅器件反向恢復電流極低，可以在相對應硅基器件3至5倍的工作頻率進行開關動作，從而降低了對電容和磁性元件的性能要求，可以用重量更輕、成本更低的電容和電感來實現相應模塊，這對電動汽車減輕重量、延長續航時間很有意義

通過將硅基IGBT替換成碳化硅器件，不僅可以改善器件的整體性能，降低散熱設計難度，而且可以降低整車的成本。雖然碳化硅功率器件比IGBT這類的硅功率器件價格貴，但由于其損耗低，重量輕，可以有效增加整車續航能力，從而減少電池模組裝車，達到降低整車成本

▍車企逐步采用800V碳化硅高壓平臺

8月份開始啟動預訂9月份正式上市的新能源車小鵬G9。該款車亮點之一是所采用的Xpower 3.0動力系統上，所有的部件都是 800V級別的，這是國內首款基于800V高壓SiC平臺的量產車，為了提升充電速度，小鵬不僅僅只是將電驅系統的兼容電壓提升，而且還大幅提升了兼容電流，如今可達600A以上。學過高中物理我們應該記得，功率等于電流乘以電壓，那么這輛車支持的充電功率即為600A乘以800V，等于480kW！再結合近日，小鵬汽車發布了小鵬S4超快充，這是國內首個量產的800V超快充平臺，快充再配合小鵬G9可做到“車樁結合”，實現最快充電5分鐘，增加續駛里程200km

這個充電速度的補充作用和效率遠超目前市面的充電樁。除了小鵬汽車外，業內多家企業均在積極布局高壓快充。2022年內，搭載800V系統的極狐阿爾法S、小鵬G9、長城機甲龍將陸續上市。東吳證券的分析表示，800V級高電壓方案的實現，將會使充電功率突破400kW，預計會實現充電5分鐘，增加續駛里程200～300km，將大幅緩解充電焦慮。2019年，車企開始關注800V高電壓方案，2021～2022年更多車企高端車型采用800V快充，2023～2024年將不斷有新平臺使用800V高電壓

▍欣旺達超級快充電池年內量產

9月3日，欣旺達超級快充動力電池產品發布會暨供應商大會在棗莊會展中心舉行，欣旺達攜最新快充產品切入動力電池快速賽道。發布會上，欣旺達電動汽車電池有限公司發布了旗下超級快充動力電池產品——SFC480，該產品最大充電功率達480kW，實現充電5分鐘續航200km，充電10分鐘續航400km，一次充電續航可達700km，并提供10年質保

據悉，欣旺達發布的超級快充電池技術主要源于欣旺達在HEV高倍率電池技術方面的積累，同時在材料、結構、工藝等方面進行技術創新

1材料創新方面，欣旺達超級快充電池采用高電壓低鈷Ni60正極體系，并采用復合包覆和R元素摻雜技術方案，改善了正極材料的產品性能，使該電池同時具備高能量密度和快充和高安全性能

2工藝創新方面，開發出復合多孔電極技術，較傳統工藝使電芯電極厚度增加約15%，以獲得更高的能量密度和更好的動力學性能

3結構創新方面，采用疊片&無連接片鏈接技術，電芯100%采用CT檢測技術，使疊片精度達到±0.1mm，同時采用CCD在線檢測防止不良率流出，進一步保障疊片精度；采用無連接片連接技術，使電芯內阻降低3%，超充溫升降低2℃

與此同時，該超級快充電池在系統層面還導入全新一代3D液冷技術，實現-20℃低溫下能量保持率高于85%，體積利用率達到72%以上，全系產品無熱擴散。同時該系統還具備高擴展性，支持正置和倒置的電芯配置，還可以擴展到CTB/CTC平臺

▍800V 架構下電機面臨兩大要求

在傳統400V架構下，永磁電機容易發熱退磁，在800V架構下，電機面臨兩大要求，軸承防腐蝕和增強絕緣性能。在技術路線中采取的是扁平線+油冷的技術，以提升電機功率密度和效率。所以材料端關注防腐和絕緣，技術端關注扁平線，應用范圍能夠擴大三倍以上

▍高壓直流繼電器是新能源汽車的核心部件

高壓直流繼電器是新能源車的安全閥，在車輛運行時進入連接狀態，在車輛發生故障時可將儲能系統從電器系統中分離。目前，新能源汽車需要配備5-8個高壓直流繼電器。未來高壓繼電平臺推廣帶來直流繼電器單車價值量的提升。假設22年單價200元/個，并逐年提升，2025年800V平臺下，高壓直流繼電器市場空間接近30億元，復合增長率202.6%。是零部件中增速最快的部分

▍負極材料

負極材料是快充性能的決定性環節。鋰離子在石墨層之間的脫嵌速度決定了電池的快充性能。目前提升負極材料倍率性主要有三條路線

1第一條路線 是二次造粒，在一定溫度和壓強下，將物料置入球磨機中進行球磨并篩分

2第二條路線 是碳化，表面碳包覆

3第三條路線 為采用硅碳負極材料。其中最有技術含量和未來最大應用場景的應該是硅碳負極材料

硅具有超高的理論嵌鋰容量，約為炭材料的十倍，且具備與石墨類似的充放電平臺，通過制作工藝和形貌能夠改善硅材料的電化學性能，將單質硅負極材料制造工藝納米化能夠顯著提高硅材料的性能

穩定硅材料的表面SEI膜，這個方向相對來說最有價值

持續在硅基負極上進行投入，具備技術和相關產品積累，目前已建設完成中試產線，并有產品向客戶進行送樣測試的公司是真正的硅碳負極材料公司

編輯：黃飛