新能源汽車市場(chǎng)表現(xiàn)強(qiáng)勁。目前新能源汽車增速加速明顯，根據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)，我國(guó)在 2016~2021 年新能源汽車銷量年復(fù)合增速高達(dá) 47.34%。其中 2021 年全國(guó)新能源汽車 銷量為 352.1 萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng) 157%，連續(xù) 7 年全球**，新能源汽車總體汽車銷量占 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 新能源車型；2025 年之前推出 15 款 PPE 新能源車型，新能源車銷量達(dá) 100 萬(wàn)輛，占公司總銷售量 20%-25%；2028 年前推出 70 款純電動(dòng)車型，電動(dòng)車產(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)車使用過(guò)程，目前電動(dòng)車在全球的 快速滲透擴(kuò)張則進(jìn)一步放大了充電速度對(duì)于車主行車效率和用戶體驗(yàn)的影響。華為曾表示目前新能源汽車市場(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)買欲望。

 

心理錨定：傳統(tǒng)燃油車的能量補(bǔ)充十分快速，一般場(chǎng)景下，燃油車從進(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)車為例，電動(dòng)車的充電速度普遍在 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)相比于燃油車的 加油方式毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。10 分鐘的燃油車心理錨定時(shí)間始終是廣大客戶衡量電動(dòng)汽車充電速 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)汽車迅速演進(jìn)到 2C。2022 年，國(guó)內(nèi)已有搭載 3C 電池的汽車進(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 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，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 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 型發(fā)布：保時(shí)捷推出首款 800V 快充平臺(tái)電車；比亞迪 e 平臺(tái) 3.0 發(fā)布，對(duì)應(yīng)概念車型 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 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?。在如今主流車型依舊為 200V~400V 電壓架構(gòu)，為了達(dá)到更高功率 以滿足快充需求，電流將會(huì)面臨翻倍的可能，這將會(huì)給整車散熱以及性能帶來(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 分鐘為車輛補(bǔ)充 250km 的續(xù) 航里程，V3 對(duì)于 Model 3 車型來(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) 了整車的減重以及布局優(yōu)化。

 

2021 年比亞比發(fā)布全新概念車型 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 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：純電車布局清晰，超充站建設(shè)積極。大眾集團(tuán)目前純電汽車布局清晰，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)車主流平臺(tái)。800V 高壓系統(tǒng)通常指整車高壓電氣系統(tǒng) 電壓范圍達(dá)到 550-930V 的系統(tǒng)，統(tǒng)稱 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)汽車的主流整車電壓平臺(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)成本及整車改造工程量，方案一“車載部件全部 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。