（陈诉出品方/作者：兴业证券，戴畅、董晓彬）

1、高压快充或是下一阶段较优补能方案

1.1、快充本质是提升充电端功率和电池充放电倍率

直流快充：办理续航焦虑，拓宽电动车利用场景

直流快充充电时间相较交换慢充显着收缩，将短途都会利用场景拓宽至长途观光 场景。现在电动车重要有两种充电方式，直流快充和交换慢充。交换慢充对应在 家大概小区停车场的充电场景，充电功率较小从几千瓦到几十千瓦不等，通常需 要 8-10 小时布满电，交换慢充直接利用电网的交换电，通过车载充电器 OBC 将 交换电转换成直流电供给电动车电池；直流快充则一样平常对应高速公路上/长途旅程 中的充电补能场景，功率到达上百千瓦，仅需 1-2 小时布满电，直流充电桩内部 通过整流器将电网的交换电转换成直流电直接给车载电池充电。近几年随着举世 新能源汽车加快渗出，多家企业布局超等快充技能，快充的峰值功率能到达350kW 以致 480kW，超等快充时间有望可以或许低沉到 30 分钟以下，未来或将进一步压缩 到 15 分钟以致非常钟以下。

直流快充本质是把大功率 AC/DC 转移到快充充电桩。交换慢充重要依靠家用交 流充电桩充电，直接利用电网 220V 交换电，电动车通过车载充电器 OBC 内部的 AC/DC 转换器将电网的交换电转换为直流电供给动力电池，由于充电功率较低， 车载 OBC 内置 AC/DC 转换器功率一样平常较低，本钱较低；直流充电桩与交换充电 桩最大的区别是将 AC/DC 转换器移置到充电桩中，将电网的交换电在其内部转 换成大功率的直流电提供给车载动力电池，必要大功率 AC/DC 转换器，其体积和 本钱同时上升，边际效益递减。

提升快充速率：需同时提升充电端功率和电池充放电倍率

充电有效功率为充电端功率和电池端充电功率中较小值。提升快充速率需同时提 升充电端功率和提升电池充放电倍率。 充电功率（公式 P = UI）通过增大电压或增大电流实现提升。功率便是电压与电 流的乘积，即 1W = 1V*1A，提升充电功率可通过提升电压或电流实现。特斯拉 是高电流门路的典范代表，超充桩充电电压为 400V，2022 年其第四代超充桩电 流将到达 900A，充电峰值功率将到达 350kW；保时捷 Taycan 为首款布局 800V 高压平台车型，作为高电压门路典范代表，其充电峰值功率已达 350kW。

充放电倍率 Charge Rate（又叫 C 倍率）巨细对应动力电池充放电速率快慢，其 提升对动力电池团体性能有较高要求。C 代表电池总容量（Capacity），xC 体现一 小时充电时间可以或许布满 x 倍电池总电量，倍率值 x 越大布满电时间越短。充电倍 率提升，依靠于干系技能包罗电芯质料、电芯内部布局、模组计划方案、电池包 计划方案 CTP（Cell to Pack）以及电池管理体系 BMS 等不停突破。现在国内主流 电池企业正推进动力电池充放电倍率从 1-2C 提升至 4C，市面上已有搭载 3C 充 电倍率电池的车型，宁德期间发布新款麒麟 CTP3.0 电池将充电倍率提升至 4C。 随着倍率提升到 4C 以上，倍率提升边际效益越来越低。

1.2、快充方案或优于换电和大容量电池

类比手机补能发展进程，快充或将成为电动车补能主流办理方案。随动手机警能 化程度提升，手机用电量敏捷增长，快充成为智能手机办理续航焦虑的主流方案； 电动车续航焦虑影响电动车利用场景，现在换电、大容量电池、快充方案都是为 实现电动车更便捷的补能，从而提升电动车消耗需求。对比三种方案，快充或为 较优补能方案。

方案 1.换电：必要实现肯定程度电池标准化，大规模推广面对寻衅。手机在诺基 亚年代，补能多采取更换电池的方式。对应到电动汽车，蔚来起首在中国创建起 约 700 座换电站，为客户提供 3-5 分钟内更换汽车电池的服务。换电方案必要动 力电池实现肯定程度的标准化，便于更换利用以及大规模推广。思量当前电池技 术更新迭代较快、各车企动力电池差别化程度较高、电池本钱相对较高、创建换 电站资产投入较大等因素，换电方案推广或将面对较大寻衅。

方案 2.大容量电池进一步提升容量，技能和本钱面对巨大寻衅。手机进入智能机 期间，耗电速率加快，提升手机续航时间对于消耗者体验至关告急。iPhone 6 到 iPhone 13，电池容量从 1810mAh 提升到 3227mAh，到 5G 期间多款手机已将电池 提升至 5000mAh，如华为畅享 20，但做大容量电池需断送手机浮滑度，且增长重 量影响手感。电动车上一阶段办理里程焦虑也是通过提升动力电池容量，但随着 电池容量增大，边际效益越来越低，思量技能边际提升难度，本钱快速上升。燃 油车办理续航题目也并非依靠增大油箱体积，而是便捷的加油补能方式。

方案 3.快充或成为下一阶段电动车补能较优办理方案。手机以 iPhone 为例，其 5V1A/5W 充电功率连续近 10 年，到 2017 年初次支持 PD 快充，充电功率提升到 18W，2021 年 iPhone 13 Pro Max 充电功率到达 20W，充电 50%电量用时约 35 分 钟。

1.3、高压有望成为快充主流门路

高电压模式相较高电流模式，具有高效充电区间更大、充电功率天花板较高、技 术难度更低等上风，有望成为现阶段快充主流门路。基于高电压的快充可以或许实现 在更大区间 SOC 保持较高的充电功率；具备类似峰值充电功率的高电流模式，高 效充电 SOC 区间较小，其他区间充电功率降落敏捷。特斯拉采取 400V 高电流路 线，第四代快充电流将提升至 900A 左右，电路中大电流会产生很高的热丧失（根 据发热量公式 Q=I^2*R*t），包罗毗连器、电缆、电池的毗连、母线排等电阻发热 量呈平方级别增长，导致峰值充电功率固然高，但均匀功率不高，充电功率天花 板相对高压门路更低。

高电压和高电流门路是在某一时间段内相对的概念，本质两种模式都是为了增大充电功率。特斯拉发展 400V 快充较早，在早期也算高电压门路，为了进一步提 高充电功率，采取保持电压平台稳定增大电流的步伐；800V 高压平台随着车企不 断迭代技能，应用的电流越来越大。相对 400V，800V 平台可采取更小的电流达 到类似的峰值充电功率。高电压成为主流门路指现阶段企业侧重研发 400V 平台 升级到 800V 平台，而非一昧通过提升电流实现充电功率的提升。

800V 高压成为阶段性行业标准，未来将演进到 1000V-1500V。基于大功率充电研 究方向，举世快充标准正向标准化领悟演进。超等充电标准 2021 年发布，中日 团结正同一亚洲快充标准，最大充电功率从 400kW（400A/1000V）和 250kW （250A/1000V）共同向 900kW（600A/1500V）演进，而西欧快充最大功率分别从 200kW（200A/1000V）、120kW（200A/600V）向 460kW（500A/920V）演进。保 时捷 2019 推出的 Taycan 车型初次搭载 800V 平台，由于提升电压品级涉及到全 车高压部件性能和电气体系安全性能升级，因此高电压平台向上演进、技能迭代 呈阶段性发展模式。2021 光阴为称将于 2025 年推出电压平台超 1000V/600kW 快 充方案，5 分钟实现 30%-80%SOC 充电性能。

现在已量产基于完备 800V 架构车型代表为保时捷 Taycan 和当代起亚 Ioniq-5， 其他企业 800V 平台多为 400V 电池串并联过渡方案。完备 800V 方案指单个动力 电池包输入/输出 800V，而现在大多数企业采取两个 400V 电池串并联方式兼容 800V 和 400V（串联 800V 并联 400V），通过继电器切换机动输出，以期快速布局 800V 平台。现在大多数充电桩仍然是 400V，800V 充电桩以及 800V 车载高压部 件产业链短期内还不美满，因此企业必要思量两点：1.怎样兼容 400V 充电桩和 800V 充电桩；2.怎样兼容某些 400V 车载部件。以下为两种完备 800V 平台架构 方案的表明。

保时捷方案新增 DC/DC 转换器过渡到 800V：Taycan 部门高压件采取 800V 架构，比如电驱体系、动力电池、高压充电器、高压辅助加热等，通过新增 DC/DC 转换器兼容 400V 直流桩方案。Taycan 提供 3 种充电方式：交换慢充、 400V 直流快充、800V 直流快充。

当代起亚方案全面升级到 800V：Ioniq-5 全部部件均采取 800V 架构，包罗其 交换压缩机、PTC、充电机、外部大功率充电器等部件都是基于 800V 体系， 通过电驱动体系升压兼容 400V 直流充电桩。Ioniq-5 提供 3 种充电方式：交 流慢充、400V 直流快充、800V 直流快充。

2、车企麋集布局 800V，2022 年有望成为高压快充量产元年

2.1、400V 门路：特斯拉为 400V 大电流门路代表，合资品牌快速跟进

特斯拉为 400V 大电流门路代表，引领早期快充发展。特斯拉早在 2012 年推出超 充 V1，快充功率仅能到达 100kW，到 2022 年特斯拉的超充发展到第四代 V4，通 过不停提升电流到 900A，快充功率峰值可以或许到达 350kW，可供特斯拉全部车型使 用。宝马的 I-Next 和 I4 车型在 2021 年实现了 200kW 功率快充，奔驰的 EQS 车 型在 2021 年到达约 200kW 功率充电。相较新权势特斯拉和欧洲传统车企，美国 和日本传统车企较为落伍，丰田于 2022 年推出首款纯电车型 bZ4X 快充功率为 150W；本田和福特携手，将通过福特 Ultium 平台推出 400V/200kW 快充实用于 大多车型。

2.2、800V 门路：外洋品牌加快布局，国内自主快速跟进

外洋主流车企、国内传统自主品牌以及新权势纷纷加快布局800V高压平台， 2022 年更多 800V 车型将连续上市，或成为高压快充元年。外洋以保时捷 2019 年投产的 Taycan 为代表的，充电功率到达 280kW，保时捷与奥迪团结开发的 PPE 平台将在 2022 年告竣 300kW 的峰值充电功率；韩国的当代起亚 Ioniq-5 一步到位从 400V 转型到 800V，在 2021 年到达 220kW 的充电功率，第二代 产物将在 2023 年到达 260kW；奔驰和宝马都从 400V 门路转型，奔驰的 MMA 800V 平台预计 2024 年投入利用，宝马的 NK1 800V 平台预计 2025 年投入使 用；沃尔沃 SPA2 800V 平台有望在 2024 年之前推出干系车型；本田和通用 互助，基于通用 Ultium 平台，预计于 2024 年之后推出 800V/350kW 电动皮 卡车型；美国新权势 Lucid 或于 2022 年推出豪华纯电轿车 Lucid Air 基于 900V 平台（750V-1000V 归属于 800V 概念），充电功率达 350kW。

自主传统车企中，比亚迪 E 平台 3.0 800V 于 2021 年正式发布，基于此平台 的概念车 Ocean-X 有望于本年发布；吉祥浩繁 SEA 800V 架构于 2021 年推 出；广汽 AION-V（1000V 的高压快充）和长城的机甲龙则可以或许提供 480kW 功率的快充；东风岚图正在研发 800V/360kW 平台。 国内新权势中，华为提出了 2023 年推出 1000V 400kW、2025 年推出 1000V 600kW 的目标，2021 年与北汽互助推出极狐阿尔法 S，充电功率达 250kW， 2022 年与长安和宁德期间互助推出阿维塔 11，充电功率达 230kW，电压为 750V（750V-1000V 归属于 800V 概念）；小鹏 2022 年推出 G9 的充电功率达 到 480kW；蔚来在 NIOPowerDay2022 上公布即将连续发布 500kW 液冷超充 桩，以及 800V 高压平台电池包，并面向全行业开放；抱负预计于 2023 年之 后推出一款 C 级 SUV，充电功率到达 400kW；零跑现在正在研发 800V 平 台，预计于 2024 年 Q4 推出。

3、800V 高压快充驱动整车电气体系性能与安全全面升级

3.1、焦点部件影响：高压体系零部件性能与安全性升级

高压快充导致整车高功率密度提升，运转负荷更大，整车高压体系零部件在性能 和安全方面必要升级。除了动力电池电芯质料和计划升级，整车高压部门电气系 统零部件需一并升级，重要体现在三个大的方面。一是全车热管理体系的总功率 提升、复杂度进步；二是针对电气体系的高负荷体系性升级，干系功率器件必要 低沉斲丧进步服从，此中最显着趋势是，大三电小三电中 SiC 基功率器件更换 Si 基功率器件（重点为电控逆变器中 SiC MOSFET 更换 Si IGBT）；三是为保障高 负荷下汽车的安全性能，干系的器件比如数字隔离芯片、薄膜电容、毗连器、熔 断器、继电器等在数目和性能都有提升需求。 三个方面的升级相互关联，具有“连锁”反应。比如 Si 基 IGBT 更换成 SiC 基 MOSFET，工作的功率和频率提升，对应的隔离驱动必要一并升级，而薄膜电容 的数目必要提升，才华到达电气体系干系安全性的要求。

电池包和电芯在快充下的趋势和门路： 高压快充下电池包中电芯模组间铜排有变粗的趋势，模组间距更大，肯定程度降 低电池包能量密度。铜排应用于电池包中串联各个模组起毗连导电的作用，铜排 具有高电流和高电压负载，因此在高压快充下，导线越粗、电阻越小、热斲丧越 小，增强导线的过载本事，同时不轻易过热能提升安全性。相称截面积的铜排载 流量高于铝排，应用于高压平台，相比铝排可以节省空间。高压快充下电芯充放 电倍率提升，充放电循环过程中产生的膨胀力更大，太过的膨胀会导致电芯性能 变差和寿命衰减，以致粉碎模组布局框架，电芯模组间必要预留更大的空间，才 能包管动力电池的安全。

高压快充下电芯充放电倍率提升，三元锂电池具有高能量密度高的上风，磷酸铁 锂电池具有安全性高的上风。电芯质料现在重要有两大阵营，磷酸铁锂电池与三元锂电池，两种质料应用于快充各有上风，此中三元锂电池最大的上风是能量密 度弘大于磷酸铁锂电池，但磷酸铁锂电池具有过充放性能强和较好的安全性能； 差别的车企车型采取的电芯质料差别，对应的电芯计划以及电池包 CTP（cell to pack）计划方案各有差别。但这些差别终极都是为了到达类似的目标，即提升能 量密度、低沉本钱、提升安全性能、以及提升过充放性能等。比如比亚迪刀片电 池固然以磷酸铁锂为质料，但通过 CTP 环节的创新“刀片式”计划提升空间利用 率，可以或许增补电芯自己能量密度相较三元电芯低的缺点。基于差别的质料原质料 以及供应体系，动力电池现在重要有两条门路：1.方形电池搭配磷酸铁锂的性价 比门路；2.圆柱电池搭配三元锂的高能量密度门路。总体来讲，方形电池搭配磷 酸铁锂固然质料本钱低于三元锂电池，但必要在 CTP 环节增长本钱优化性能，才 能更好应用于高压快充场景。

相比高电压，电芯在高电流门路下改变动大。高电流下电芯快充，发热总量增长 且发热不匀称，电池温度上升；同时负极由于电流过大，更轻易发生析锂反应， 大幅低沉电池过热临界温度，使得热失控更轻易发生。电池温度提升和临界温度 低沉同时发生，导致热失控发生的概率增长。现在办理方案是通过改进负极质料： 1.对原有负极石墨质料实验新型软碳/硬碳包覆改性；2.更换为硅碳负极。相对而 言，高电压门路对电芯改变的需求较小。

3.2、热管理水冷板及膨胀阀等部件升级迭代

3.2.1、快充下水冷板共同电芯的计划成为电池热管理重点

高压快充下架构改变：水冷板制冷/制热功率提升 高倍率电池温升更高更快，而动力电池高效工作温度区间较窄，更高效的电池热 管理是维持电池性能和安全的关键，水冷板制冷/制热功率相应提升。20-35℃是动 力电池的高效工作温度区间，温度过低（＜0℃）导致电池充放电功率性能降落， 收缩续航里程；温度过高会产生电池热失控风险，威胁整车安全。电池内部温度 和电池模块间温度匀称性影响电池利用性能和循环寿命，因此电池热管理体系通 常必要复杂、精致的冷却回路，维持电芯温度划一性。对于平常电动车，水冷板通常计划于动力电池底部，随着充放电功率升高，必要的散热量增多，因此必要 增长水冷板与电芯的打仗面积，同时包管电池包团体高集成度。

水冷板用量面积增长、布局共同电芯的计划有创新。对比必要高散热量车型电池 （特斯拉 4680 电池）水冷板的计划，未来 800V 高压快充水冷板趋势是 1.高压快 充方案增长立式水冷版布局置于电芯组之间，以致在电池顶部也增长水冷板；2. 夹层立式的水冷板到场到了电芯组件中，差别的企业针对其电池组内部的布局设 计，对水冷板举行差别的集成化计划，使其具备多功能特性。当代 Ioniq 和保时捷 Taycan 固然为 800V 平台，但相比特斯拉 400V 平台，水冷板利用量和计划相对保 守，缘故因由是特斯拉第四代超充电流峰值将到达 900A，散热需求更大。随着 800V 平台发展，充电功率提升，散热量有增长趋势。麒麟新发布的 CTP3.0 电池倍率达 到 4C，未来将应用于高压方案，其水冷板计划方案符合高散热性能趋势。

3.2.2、大口径高精度电子膨胀阀有望成为行业技能趋势

高压快充下架构改变：电子膨胀阀流量流速控制范围提升

高压快充下热管理制冷/制热功率上升，电子膨胀阀对冷媒流量流速控制的范围需 提升，同时必要包管高准确度。需求泉源于：1.低温下快充性能以及电池储能性能 大打扣头，必要通过冷媒产生更多制热量包管焦点部件的工作服从；2.高压快充 下温升较快，散热量需求增大，必要通过冷媒的制冷量和制冷速率增长；3.动力电 池高效工作的温度区间较窄，必要准确控制制冷/制热量。

电子膨胀阀必要更大的口径满意大流量流速范围的控制。根据 Carel 产物技 术文档，电子膨胀阀的尺寸必须根据其所服务的蒸发器的制冷量来确定。阀 门尺寸过小，过热度通常会高于设定值（小口径不耐高压）。阀门尺寸大，耐 高压性能增强，但准确控流性能（尤其对小流量控制）降落，轻易出现体系 “失稳”的题目，即在温度、压力和过热方面大概出现大范围变革，还大概 会造成制冷剂回流至压缩机。当快充下制冷/制热量变大，电子膨胀阀控流的 流量流速范围变大，在不增长阀个数的条件下，大口径可以满意更大范围的 控流，但大口径轻易造成准确度低沉。

高精度泉源于电子膨胀阀体系化计划本事。大口径电子膨胀阀的难度不在于 口径自己，而在于增大阀口径的同时包管高控制准确度。电子膨胀阀相比传 统燃油车利用的热力膨胀阀的一大上风在于可以或许通过控制器准确控温。电子 膨胀阀毗连传感器实时监测温度和压差，通过控制器芯片设置，反馈到电子 膨胀阀电机控制口径动作，利用控制算法实时盘算阀制动器的位置并控制驱 动器动员内部步进电机一起动作，到达节省的目标。进步精度可以通过提升 传感器和控制器体系化计划，包罗传感器自己敏捷度以及控制器芯片算法等； 还能通过对阀口径的创新计划到达更高的敏捷度。

大口径针型阀可以进步控流准确度。针阀和球阀为电子膨胀阀采取的两种类 型阀门，针型阀的阀芯是一个尖的圆锥体，一样平常针型阀形比其他范例的阀门 受压本事更强，密封性更好，一样平常用于较高压力的气体大概液体介质的密封， 同时具备较高的控流准确度。相比力大口径针阀，球阀的劣势是 1.流量控制 精度毛病大；2.是齿轮零件组合多，产物难做到划一性；3.球阀寿命相对短于针阀。但球阀相对其他种类阀门具有节省敏捷、流体阻力小、布局简单、稳 定可靠、实用范围广等上风，因此也广泛应用于膨胀阀中。

电子膨胀阀功能有集成趋势，使制冷剂回路更加简单。大口径电子膨胀在大 开度时可以控制大流量，小开度时能满意小流量精度调治，同时具备双向截 流停止功能，集电子膨胀阀、电磁阀、单向阀于一体，可以更换在制冷回路 换向热泵中的两个传统膨胀阀，使制冷剂回路更加简单，集成度更高。

行业竞争情况： 电子膨胀阀行业技能门槛较高，相比停止阀、四通阀、热力膨胀阀等传统阀件市 场会合度较高。电子膨胀阀研发技能门指标要求高，如走漏量、最大动作压差、 液压强度、流量调治覆盖范围广、低噪音、小体积、耐杂质、高寿命等指标，并 且必要厂商具备体系的计划本事。2020 年前三大品牌汽车电子膨胀阀市占率高达 93%，外资为不二工机，国产物牌为三花智控和盾安情况。

不二工机建立于 1949 年，以膨胀阀发迹，为日本制冷部件龙头。不二工机制 冷和空调体系部件产物温度主动膨胀阀、停止阀、排水泵、电子控制膨胀阀、 电磁阀等，涉及汽车、商用电器、家用电器等行业。1994 年与三花建立合资 企业“三花不二工机”。

三花智控在电子膨胀阀行业深耕，产物规格种类最全，应用最广。三花前身 为制冷配件企业，1984 年建立，发展为举世领先空调制冷零部件供应商。三 花依附冷媒阀件产物进入汽车行业较早，汽车零部件业务占比渐渐提升，2021 年占比约 30%，热管理产物互助着名车企客户特斯拉、通用、宝马、沃尔沃、 蔚来、比亚迪等。

盾安情况具有 20 年电子膨胀阀研发履历，技能领先，大口径电子膨胀阀进入 量产阶段。盾安与三花在家用空调阀件范畴占据把持上风，借助阀件技能先 发上风进入新能源汽车冷媒阀件行业，现在盾安量产的电子膨胀阀在静音化、 小型化、可靠性、高能效等方面领先行业。

3.3、SiC 加快更换 Si 应用于功率器件，价量提升

高压快充下架构改变： SIC 更换 IGBT

SiC MOSFET 应用于逆变器，相较于 Si IGBT 具有耐高压高温、小体积、高频、 低斲丧等上风，实用于高压快充平台，提升功率转换服从。通常说的 IGBT 默认 是 Si 质料的，是逆变器的焦点功率器件，本质是一个功率开关，通过输入一个小 功率的控制信号，便可输出大概断开高功率的电流，从而将高功坦率流电转换成 高功率交换电供电机利用。IGBT 从 BJT 和 MOSFET 演化而来，具有两者的优点， 抗高电压高电流，相比后两者更加实用于汽车的高功率。但 IGBT 也不是没有缺 点，作为双极型器件，相比 MOSFET 单极器件关断时存在拖尾电流，关断斲丧大， Si IGBT 可以或许蒙受 600V 左右的高压，无法满意高压平台加快升级到 800V 以致 1000V 以上的趋势。SiC 方案是将 Si MOSFET 升级为 SiC 质料，SiC 则是比年来 鼓起的第三代半导体质料，它是一种宽禁带半导体质料，可以做到很高的耐压下 芯片还很薄，可以或许蒙受 800V 及以上更高的电压。相比 Si IGBT 其导通电阻、开关 斲丧大幅低沉，在高功率高频率工作状态下可以或许进步能源转换服从。

SiC 更换 Si 应用于电动车重要涉及到电驱的逆变器、DC/DC 转换器、车载充电 器 OBC、以及充电桩。最告急的增量泉源于逆变器和充电桩。据 Wolfspeed 推测， 到 2026 年电机驱动逆变器仍然占据新能源汽车 SiC 器件市场的重要份额。逆变器 利用 SiC MOSFET 数目远超其他部件如 OBC 和 DC/DC，而且电机驱动逆变器的 SiC 更换趋势更为显着和领先。SiC 应用于小三电和充电桩，焦点和告急程度相对 低于电控逆变器，整车厂有更大动力外采，将给国内第三方厂商带来更多的机遇。 SiC 应用于高压转低压的 DC/DC 转换器，以及新增 400V 升压 800V 的 DC/DC 转 换器，可以低沉功率斲丧而且减小转换器体积；SiC 应用于 OBC 和充电桩，尤其 是高功率负荷下的充电桩，同样可以提升服从低沉斲丧减小体积，历经初期研发 本钱升高后，利用 SiC 的物料本钱低于 Si（Wolfspeed）。这些部件相对于电控的 焦点程度较低，车企更有动力外采，能满意车企高压需求的第三方企业将更具备 竞争上风。

OBC 充电功率也有提升的趋势，从 3.3kW 提升到 22kW。SiC 应用于 OBC， 斲丧功率更少，通过 OBC 充电速率更快，思量到低沉斲丧和提升服从，未 来能从团体商逑盗 OBC 本钱，减小体积减轻重量。根据 Wolfspeed，将 SiC 应用于 22kW 双向 OBC 更换 Si，SiC 体系在 3 kW/L 的功率密度下可实现 97% 的峰值体系服从，而 Si OBC 仅可在 2 kW/L 的功率密度下实现 95% 的服从，开关频率进步一倍以上。而且 Si 功率器件必要利用 24 个，而换成 SiC 则只必要 14 个，而且 SiC 器件的性能可镌汰所需其他元件的数目，固然 单个 SiC 器件本钱更高，但团体本钱低沉。

高功率快充桩中碳化硅器件渗出率较低，未来增长空间广阔。SiC MOSFET 和二极管产物具有耐高温高压、高频率的上风，应用于充电桩相比 Si 基器件 可以将充电桩服从提升至 97%，镌汰斲丧达 50%，而且能增强充电装的稳固 性。短期由于 SiC 产能限定，代价较高，但随着产能提升，代价渐渐低沉， 而且应用 SiC 可以或许简化直流充电桩的电路布局，镌汰元器件利用数目，低沉 热管理本钱，综合来看，应用 SiC 能在未来为快充桩的创建提供本钱上风。

行业竞争情况： 整车厂对于 SiC 应用于逆变器有更强的自研倾向。2018 年，特斯拉的 Model 3 初次应用 SiC 功率器件（来自意法半导体）更换逆变器的 IGBT 模块，逆变 器统共集成 48 颗 SiC MOSFET，在类似功率品级下，碳化硅模块的封装尺寸 显着小于硅模块，开关斲丧低沉 75％，体系服从进步 5％左右。由于 SiC 目 前面对巨大的产能缺口，代价高昂，比亚迪自研 SiC 并于 2021 年开始创建年 产能 24 万片的 SiC 晶圆生产线，现在比亚迪汉已经乐成搭载了自主研发的 SiC MOSFET 控制模块。

汽车行业 SiC 功率器件市场未来五年年复合增长推测将靠近 40%，举世市场 2027 年将到达约 50 亿美元。据 Yole 推测，SiC 功率器件的市场空间将从 2021 年的 11 亿美元上涨至 2027 年到达 63 亿美元，年复合增长率到达 34%，重要 的增长驱动来自汽车行业；此中应用于汽车的 SiC 功率器件将从 2021 年 7 亿 美元上涨至 2027 年到达 50 亿美元，年复合增长率到达 39%。在 顶尖的碳化硅装备制造商中，意法半导体和 Wolfspeed 2021 年 SiC 收入年增 长凌驾 50%，与举世 SiC 装备市场 57%的增长保持划一。英飞凌 SiC 进入逆 变器业务，实现了 126%的增长。ROHM 推出了基于碳化硅的充电根本办法 办理方案，安森美也在开发用于直流充电桩的碳化硅功率器件和模块以进步 充电服从。

国内第三方厂商布局 SiC 功率器件类产物如电控逆变器、OBC、DC/DC 等

欣锐科技提供新能源汽车 SiC 电源办理方案。公司重要提供车载电源 OBC、DC/DC 转换器等二合一或三合一产物，是举世最早举行碳化硅电 源产物研发生产企业之一，在 6.6kW 及以上 OBC 产物中，SiC 功率器 件已充实应用。公司大功率 11kW OBC 产物已经量产，可兼容举世充电 标准，为公司进入举世市场提供竞争上风，大功率 OBC 电源集成产物处 于研发阶段。公司产现在客户包罗比亚迪、大众、东风本田、广汽本田、 当代、小鹏汽车、长城汽车、江淮汽车、北汽新能源、吉祥汽车等着名 车企。 公司依附软硬件团结、大功率碳化硅、集成一体化等技能上风，新能源 电源类产物份额将进一步提升。据 NE 期间新能源，2021 年公司 OBC 装 机量共 20.7 万台，市场份额约 7.2%排第六，2022 年 4 月市场份额排名 第上升至第五。

英搏尔、精进电动、汇川科技专注电驱体系配套办理方案，纷纷布局 SiC 功率器件。英搏尔自研本事强，依附 SiC 单管并联技能，实现大功率和 高集成度，体积小重量轻，便于混动车型整车的装配、节省空间，生产 服从高，性能稳固。根据公司公告，第四代 SiC 集成芯动力总成正在顺 利研发中，并推进平台化创建，积极拓展 180kW 级别的三合一产物。公 司 SiC 电控已经被美国福特、一汽大众采取。 精进电动焦点产物为新能源汽车电驱动体系，定位于中高端电驱动市场， 2021 年电驱动收入占公司总营收的 80%。2020 年公司第三代半导体高 功率 SiC 控制器得到大众商用车 Traton SiC 控制器的定点，预计于 2024 年初量产。公司专注于电驱动体系市场，在该范畴具备技能、制造等竞争上风，是国内唯一能同时在 Si 控制器和 SiC 控制器范畴，实现举世四 大整车团体量产配套的企业。 汇川现在在其汽车电控产物上部门利用 SiC，在碳化硅衬底、器件计划、 晶圆制造等方面均有投资。

均胜电子推出多合一 SiC 功率电子部件迎战 800V 高压。公司为汽车安 全与电子范畴龙头企业，业务涵盖智能座舱、智能驾驶、新能源管理和 汽车安全体系等范畴。在高压快充技能趋势下，均胜普瑞量产实用于 800V 高压平台的多功能 DC/DC 转换器、充电升压模块、OBC 等功率部 件和电源部件，以及这些部件三合一集成化产物。三合一集成产物采取 SiC 功率器件，将低沉产物自己能量斲丧，使能量更多地用于动力输出， 继而进步车辆的动力性和续航里程。现在公司的 800V 高压平台“超快 充”技能已于欧洲市场规模化量产。

3.4、高压快充架构下整车安全性能体系性升级

3.4.1、高压毗连器数目和质量随安全性能指标提升

高压快充下架构改变：高压毗连器数目与质量有所提升 高压毗连器的数目和质量相应有所提升，数目提升体现在新增的 DC/DC 转换器 以及快充桩中，质量的提升体现在，800V 相比 400V 必要满意相应热管理和 EMC 要求。高压毗连器相对于低压毗连器，是新能源汽车对于燃油车的增量，低压连 接器仍然生存，应用于低压回路。高压毗连器重要应用于新能源汽车的高压大电 流回路，通过导线线缆将电池包的电能运送到整车体系的各部件，如电机控制器、 DC/DC 转换器、OBC 等部件。高速毗连器重要应用于车内部信息传输，新能源车 更加夸大电气装备，应用到的传感器和娱乐电子装备增长，高速毗连器数目增长。 毗连器从 400V 到 800V 增量重要体现在高压毗连器。

快充桩成为未来高压毗连器技能难点，增量显着。 车身内部高压毗连器在未来几年，随着整车内部架构向集成化方向发展以及 符合要求的高压毗连器大规模量产，车内高压接口趋于互换，用量提升有瓶 颈以致降落，单车代价量有降落趋势。而随着快充桩功率提升，企业加快布 局创建，针对快充桩内部到外部充电枪接口，再到电池端的线路，高压毗连 器有较大的技能变数，用量上增量显着。 高压毗连器兼容充电桩端到电池板端的液冷回路成为趋势，质料和计划必要 提升。当下市面上充电桩冷却重要分为两类：液冷和风冷。随着快充功率提 升，快充桩对于散热的性能要求提升，液冷在多个方面较风冷具有上风，电 缆相对更细，相比风冷能低沉线缆重量 40%。现在在国内领先的特斯拉、小 鹏、蔚来三家超充品牌中，仅有特斯拉充电功率到达 250kW 应用了液冷超 充技能，液冷超充仍处于发展初期阶段未来发展潜力大。安波福北美的主动 液冷充电插座可以把冷却回路并到车身冷却回路里，高压毗连器必要从桩端 到电池端兼容液冷回路。

根据 Cpcworldwide，实用于液冷方案的高压毗连器需具备以下特性： 1) 满意或凌驾流体兼容性、流量、压力和温度性能需求。 2) 蒙受实用的情况利用条件，比方，与车辆蓄电池一起利用的毗连器，承 受大范围的温度、湿润、污垢/灰尘和振动。 3) 克制走漏-结实的密封计划必须可以或许蒙受安装和利用压力（侧向载荷、弯 曲力、拉力），而不会影响密封，从而使昂贵和关键的部件袒露在流体中。 特斯拉方案：Model Y 车型将快充车端的高压毗连器从尼龙塑料质料换成了 铝合金，插片式的毗连改成了圆柱的螺栓毗连，能更好与液冷充电枪兼容。 金属质料本钱更高，但导热更好可搭载更大的短期电流，布局强度更好，屏 蔽、接地更方便；螺栓计划增长打仗面积导热更好。总体来讲，有利于液冷 充电布局在车端毗连器的延伸和升级。

3.4.2、隔离芯片，三电部件共性耐压绝缘的保障

高压快充下的架构改变： 数字隔离芯片作为新能源汽车隔离器的主流，随着汽车平台电压提升，强弱电回 路复杂化，电气体系集成度进步，数字隔离芯片数目、性能以及集成度皆有较大 提升空间。

数字隔离芯片的作用和分类：隔离芯片也叫隔离器，能将输入信号举行转换 输出，同时具有对输入输出端举行电气隔离的功能。新能源汽车的电气体系 中涉及到的强电缺点回路本就复杂，随着汽车平台的高压化， 800V/400V/12V/48V 之间回路进一步复杂化，对于安全性的要求更高。电气 隔离可以或许克制电流从强电电路流到弱电电路造成装备粉碎，同时还能阻断共 模、浪涌等信号干扰，让信号流传更具可靠性和安全性。 数字隔离芯片是相对于光耦隔离芯片的一种技能门路，现已成为新能源汽车 隔离芯片的主流，相比传统光耦，数字隔离芯片尺寸更小、速率更快、功耗 更低、温度范围更广、具有更高的可靠性和更长的寿命。数字隔离芯片又分 为磁耦合和电容耦合，磁耦合一样平常是基于变压器，电容耦合基于电容。 数字隔离芯片与差别的元器件团结，应用于电动车中差别的高瓦数功率电子 装备中，包罗车载充电器（OBC）、电池管理体系（BMS）、DC/DC 转换器、 电机控制驱动逆变器、CAN/LIN 总线通讯以及充电桩等，实现隔离接口（数 字隔离器加上接口芯片）、隔离采样（数字隔离器加上运算放大器）、隔离驱 动（数字隔离器加上驱动芯片）等功能。

实用于电动车差别的功率装备中的隔离芯片数目有增多趋势。从 400V 升级到 800V，电动车内部差别级别的强电弱电回路增多，再思量到新增的 DC/DC 转换 器（400V 升压到 800V），高功率充电桩数目增长，数字隔离芯片的数目显然有提 升的趋势。而功率装备自己的升级也会动员隔离芯片利用数目上升，比如 OBC 和 DC/DC 中，SiC 更换 IGBT 导致隔离驱动数目提升。

数字隔离芯片的隔离技能要求随着功率装备的功率提升而提升。驱动体系中的高 电压和噪声情况必要结实、高性能的电流隔离，以确保安全可靠的运行。由于电 动汽车子体系的功率增长而且尺寸缩小，功率密度不停增长，热噪声和电噪声条 件的要求更加苛刻。与传统的光耦办理方案相比，数字隔离芯片在高压条件下已 具备显着的上风，当电压上到 600-800V 以致 1000V 以上，隔离芯片必要更可以或许 蒙受强压否则轻易泄电。基于对汽车安全的要求，数字隔离芯片的性能必要随着 平台电压的提升而提升。数字隔离芯片中隔离驱动开发难度最高，必要密切共同 IGBT 厂商做研发。涉及到高压场景，IGBT 升级为 SiC，隔离驱动必要一并研发 升级，因此隔离芯片厂商必要与 IGBT 厂商有较为密切的互助关系，大概自身具 备 IGBT 研发的本事。差别功能的数字隔离芯片有集成趋势。电动车内部的电气 子体系发展趋势是集成度更高、布局更简单、体积更小以及功率密度更大，以是 隔离芯片除了耐高压性能必要共同体系提升，集成度也是隔离芯片产物的一大发 展趋势，集成了接口、驱动、采样、传感等功能的隔离芯片更有竞争上风。

3.4.3、薄膜电容代替电解电容，需求量提升

高压快充下的架构改变：薄膜电容代替电解电容

高压架构下，薄膜电容需求量和性能提升。电容器在电子电路中起到储能、调谐、 铝箔、耦合、整流、隔直流电压等作用，而薄膜电容器是利用塑料薄膜为电介质 的电容器，相比其他电容具有无极性、耐高压、介质丧失小、利用寿命长等上风， 成为新能源汽车的告急元件之一。逆变器中薄膜电容重要应用于高压电路部门， 起到 EMI（抗电磁干扰）和 DC-Link（直流支持）作用，而逆变器中的铝电解电 容重要用于低压电路部门；OBC 和 DC/DC 转换器的薄膜电容重要起到 EMI、DCLink 作用。举例分析，逆变器将直流电转换成交换电时，直流输入逆变器电压电 流急剧上升，必要 DC-Link 功能的薄膜电容作为毗连镌汰电路的电压过冲和瞬时 过电压影响。

3.4.4、高压直流继电器搭配智能熔断器提供安全冗余

高压快充下的架构改变：继电器与熔断器单车代价量提升

高压直流继电器区分管理差别的高压电回路，需求量和性能提升。高压直流继 电器是新能源车相对传统车继电器的增量。继电器在电路中起着堵截、接通、转 换电路等作用，而高压直流继电器通过计划灭弧装置，对线圈、触点质料、散热 布局改良，具备耐高压、载流本事强、分断本事强、耐打击电流、散热性好、抗 强电磁干扰等性能，顺应新能源车的电气工况。高压快充下新能源汽车电流回路 更加复杂，必要多个继电器举行区分管理，以及未来快充桩的加快布局，将进 一步驱动其量的提升。800V 平台电压和功率更大，相较 400V 平台电弧效应严 重，高压直流继电器多方面性能必要改进，提升性能的焦点技能重要在触点材 料、封装技能、灭弧、散热、腔体布局等方面。

高压直流继电器可通过改进封装方式、共同智能熔断器利用提升性能。

继电器陶瓷封装实用于高压平台车型主回路和快充回路。继电器陶瓷密封 相比其他密封方式，具备布局强度高、绝缘性好、密封性好、灭弧本事强、 耐老化、安全可靠性高等特点，但陶瓷密封涉及昂贵的陶瓷钎焊、激光焊、 主动自装装备等，前期产线投资规模较高。

智能熔断器 Pyrofuse 为共同继电器提供安全冗余，未来代价量有提升趋 势。Pyrofuse 作为新技能趋势由特斯拉起首研发应用，在电路中重要起到开 关作用，当发生碰撞、短路或其他安全故障时，Pyrofuse 可以在很短的时间 内堵截电源，低沉伤害发生的概率。实现了从被动的熔断器防护，变成了主 动防护。但因用户经济性、不具备开关功能等题目，难以更换高压直流继电 器在新能源车的应用;但 Pyrofuse 可低沉对高压直流继电器高性能的需求， 使低本钱方案应用成为大概。

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精选陈诉泉源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站