近年來，隨著汽車產(chǎn)業(yè)變革的持續(xù)演進(jìn)，新能源車產(chǎn)銷量不斷超預(yù)期。據(jù)工信部的數(shù)據(jù)顯示，2022年一季度新能源汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷分別完成了129.3萬輛和125.7萬輛，同比均增長1.4倍，幅度超過了2019年的全年水平。值得注意的是，目前新能源汽車的市場滲透率已經(jīng)達(dá)到了19.3%，同比增長了11.4%，意味著新能源汽車開始真正駛?cè)氚l(fā)展的“快車道”。

新能源汽車的出現(xiàn)不僅減輕了環(huán)境壓力，還為人們的出行生活帶來了便利。不過，由于發(fā)展時(shí)間較短，技術(shù)不夠成熟，新能源汽車充電時(shí)間長、續(xù)航時(shí)間短、安全等核心痛點(diǎn)還有待解決。

 

 

充電5分鐘續(xù)航200公里，廣汽埃安超沖技術(shù)行業(yè)領(lǐng)先

曾幾何時(shí)，“充電5分鐘通話2小時(shí)”是手機(jī)領(lǐng)域非常知名的廣告語，讓人見識(shí)到了快充技術(shù)的神奇。如今在新能源汽車領(lǐng)域，超級(jí)快充技術(shù)同樣給人們帶來了非同凡響的快充體驗(yàn)。

新能源汽車迎來大時(shí)代，廣汽埃安行業(yè)領(lǐng)先。據(jù)了解，廣汽埃安前瞻性的布局了純電造車平臺(tái)，先后研發(fā)了彈匣電池、石墨烯基電池、硅負(fù)極電池等核心技術(shù)，直擊新能源車安全性、里程焦慮等痛點(diǎn)，在10-20萬元價(jià)格區(qū)間的細(xì)分市場具備顯著的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

早在去年，廣汽埃安就發(fā)布了超級(jí)倍速充電技術(shù)。據(jù)其介紹，公司的超級(jí)充電樁能夠做到“充電5分鐘，支持車輛續(xù)航200公里”，技術(shù)實(shí)力在業(yè)內(nèi)遙遙領(lǐng)先。值得一提的是，廣汽埃安超級(jí)快充技術(shù)已于去年9月份量產(chǎn)上車，并且已經(jīng)率先配備在AION V的3C 500KM和6C 500KM兩個(gè)不同版本的車型上。

資料來源：廣汽埃安

為了進(jìn)一步緩解用戶在續(xù)航與補(bǔ)能上的焦慮，廣汽埃安計(jì)劃在每個(gè)充電站上至少安排一個(gè)A480充電樁，電壓可達(dá)880V，最高充電功率為480kW，比特斯拉最快的250kW充電樁還要快接近2倍。據(jù)其介紹，該充電樁可以提供3C和6C兩種高倍率的充電模式。其中，3C高倍率充電下，0-80%充滿為16分鐘；而在6C高倍率下，0-80%僅需8分鐘，速度比前者快一倍，甚至不低于燃油車的加油速度。

 

800V高壓平臺(tái)布局熱下，碳化硅在電動(dòng)汽車領(lǐng)域?qū)⒊霈F(xiàn)爆發(fā)式增長

充電慢是目前新能源車行業(yè)的核心痛點(diǎn)之一。近年來，海內(nèi)外車企和科技巨頭為了解決充電問題，做了大量的研發(fā)工作。

眾所周知，新能源汽車充電速度主要取決于充電功率，從功率公式P(功率)=U(電壓)×I(電流)可知，如果需要提高電動(dòng)車單位時(shí)間內(nèi)的充電功率，就需要提高作用于動(dòng)力電池的輸入電壓和電流。因此，發(fā)展超充技術(shù)目前有兩個(gè)方向：一是大電流直流超充，二是高電壓直流超充。

目前，大電流直流超充方案，充電優(yōu)勢(shì)并不明顯，僅有少數(shù)廠商在做，以特斯拉為典型代表，其V3超充樁最大輸出電流接近520A。業(yè)內(nèi)認(rèn)為，520A已逼近充電電流上限，進(jìn)一步提升的空間較為有限。

和大電流直流超充方案相比，高電壓超充不易產(chǎn)生發(fā)熱所帶來的安全隱患，并且可以顯著提升動(dòng)力電池能量的使用效率，還有助于提升汽車動(dòng)力性能和續(xù)航里程。從市場主流車企發(fā)布的相關(guān)超級(jí)快充方案來看，目前較多的使用的是800V高壓系統(tǒng)+超級(jí)快充的組合形式，可以實(shí)現(xiàn)充電10分鐘，續(xù)航300公里以上，能有效解決充電及續(xù)航焦慮，目前已經(jīng)成為行業(yè)的主流應(yīng)用方案。

在材料選擇方面，由于碳化硅具有耐高壓、耐高溫、開關(guān)損耗低等優(yōu)勢(shì)，其材料特性使得MOSFET結(jié)構(gòu)能夠輕松覆蓋650V-3300V高電壓，并且和其他材料相比能夠節(jié)能5%-10%。因此，碳化硅 MOSFET是800V高壓系統(tǒng)功率半導(dǎo)體的最佳選擇，目前已發(fā)布或即將發(fā)布的800V高壓系統(tǒng)方案大部分都選擇采用碳化硅 MOSFET。

資料來源：小鵬汽車

近年來，由于新能源汽車等下游需求的不斷增長，全球碳化硅市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大。據(jù) Yole 的數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)，到2026 年整個(gè)碳化硅功率器件的市場規(guī)模有望達(dá)到50億美元，在2020年7億美元的基礎(chǔ)上保持37%的年復(fù)合增長率。中國新能源車市場碳化硅領(lǐng)域，根據(jù)東吳證券的測(cè)算，預(yù)計(jì)從2020的14.6億元增長到2024年的164.7億元，年均復(fù)合增長率達(dá)83.2%。

從碳化硅的競爭格局來看，全球碳化硅產(chǎn)量的70%-80%來自美國公司，其中Wolfspeed（Cree） 作為全球碳化硅龍頭企業(yè)，市場市占率超過 60%，并且技術(shù)工藝全球領(lǐng)先。中國在碳化硅領(lǐng)域，技術(shù)和美國相比落后5-8年以上，目前市占率低于10%。據(jù)了解，作為碳化硅領(lǐng)域的絕對(duì)龍頭企業(yè)，Wolfspeed與下游器件企業(yè)的長期合作供貨訂單接近100億人民幣，簽約企業(yè)包括安森美、英飛凌和意法半導(dǎo)體等。其中意法半導(dǎo)體是特斯拉的碳化硅供應(yīng)商，安森美主要為蔚來等企業(yè)供應(yīng)碳化硅器件，英飛凌為現(xiàn)代汽車等供貨。

具體來看，碳化硅又可以分為單晶襯底、外延、器件三個(gè)細(xì)分領(lǐng)域。目前，海外碳化硅單晶襯底企業(yè)主要有 Cree、DowCorning、II-VI 等企業(yè)；外延片企業(yè)主要有 DowCorning、II-VI、Cree、羅姆、Infineon 等；器件方面相關(guān)主要企業(yè)包括 Infineon、Cree、羅姆、意法半導(dǎo)體等。

中國碳化硅產(chǎn)業(yè)雖然基礎(chǔ)薄弱，但是近年來也取得了不錯(cuò)的進(jìn)展。在襯底方面，天科合達(dá)、山東天岳取得了一定的發(fā)展；在碳化硅外延方面，東莞天域、瀚天天成等企業(yè)做的較好；在器件方面，三安光電、泰科天潤、派恩杰等企業(yè)的產(chǎn)品已大量應(yīng)用于光伏、大功率電源、充電樁等領(lǐng)域。值得注意的是，中國在車用碳化硅 MOSFET 領(lǐng)域技術(shù)還非常薄弱，不過隨著國產(chǎn)替代進(jìn)程的加速，未來具有較好的發(fā)展機(jī)會(huì)。

全球碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈主要公司

資料來源：電子發(fā)燒友，國金證券

事實(shí)上，自特斯拉在2018年發(fā)布的 Model 3首次采用了意法半導(dǎo)體供應(yīng)的碳化硅 MOSFET 器件后，碳化硅已經(jīng)越來越受到新能源汽車市場的青睞。目前，眾多整車廠商比如比亞迪、吉利、現(xiàn)代、廣汽、小鵬等都已經(jīng)發(fā)布了搭載的碳化硅 800V 高電壓平臺(tái)的車型，部分車企已經(jīng)將量產(chǎn)時(shí)點(diǎn)定在 2022 年。根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全球已采用或確定采用碳化硅功率器件的有近 30 家汽車品牌，預(yù)計(jì) 2022 年之后，碳化硅在電動(dòng)汽車領(lǐng)域應(yīng)用將出現(xiàn)爆發(fā)式增長。

 

超級(jí)快充大勢(shì)所趨，眾多廠商爭相布局

眾所周知，汽車行業(yè)擁有萬億市場規(guī)模，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)變革的大背景下，未來誰能解決其核心痛點(diǎn)，誰就能從激烈的競爭中脫穎而出，成長為市場的龍頭企業(yè)。

實(shí)際上，國內(nèi)外主要廠商早已經(jīng)開啟了超級(jí)快充的軍備競賽。從國外來看，海外整車廠近年來紛紛推出高電壓平臺(tái)車型。2019年，保時(shí)捷率先量產(chǎn)800V高電壓平臺(tái)電動(dòng)車Taycan，目前最大充電功率可達(dá)270kW，可在22.5分鐘內(nèi)完成5%-80%的充電，后續(xù)版本最高充電功率有望達(dá)350kW；2020年，現(xiàn)代集團(tuán)正式發(fā)布E-GMP平臺(tái)，搭載400V/800V超高壓充電系統(tǒng)，可在18分鐘內(nèi)完成0%-80%的充電，可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航100km；2021年，搭載的奧迪自研PPE平臺(tái)的A6e-tronConcept面世，該平臺(tái)搭載了800V高壓電氣系統(tǒng)，理想狀況下充電10分鐘續(xù)航300km。

全球部分高電壓平臺(tái)車型梳理

資料來源;各公司官網(wǎng)，安信證券

值得一提的是，作為全球新能源汽車整體龍頭，特斯拉的超級(jí)快充目前已經(jīng)發(fā)展到了第三代。其V3超級(jí)充電樁可支持高達(dá)250kW的峰值充電功率，充電15分鐘可補(bǔ)充250km續(xù)航電量，未來特斯拉計(jì)劃將其充電功率進(jìn)一步提升到300kW，這意味著Model 3僅需十幾分鐘即可充滿電。目前，特斯拉在全球范圍內(nèi)擁有超過25000個(gè)超級(jí)充電樁，在我國建設(shè)的超級(jí)快充充電站已超過920座，擁有充電樁數(shù)量7100多個(gè)，覆蓋我國超過330個(gè)城市。

資料來源：特斯拉

從國內(nèi)來看，華為、比亞迪、吉利、長城、廣汽、東風(fēng)汽車等主流廠商都推出了的高電壓純電車型。具體來看，華為與極狐汽車合作的極狐阿爾法S華為HI版在今年5月7日已經(jīng)上市，據(jù)介紹該車型首搭了堪稱業(yè)界最強(qiáng)的800V高壓快充，可在10分鐘提高續(xù)航將近200公里；比亞迪于2021年發(fā)布的e平臺(tái)3.0搭載800V閃充技術(shù)，充電5分鐘續(xù)航150km；2021年，吉利發(fā)布量產(chǎn)車型極氪001，基于SEA浩瀚架構(gòu)打造，支持800V超級(jí)快充，可實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航120km；長城旗下蜂巢能源發(fā)布蜂速快充電池，其中第二代蜂速快充電池支持800V的高壓電氣架構(gòu)，充電倍率達(dá)到4C；此外，東風(fēng)旗下的嵐圖汽車的最新800V高壓超級(jí)快充技術(shù)，可在360KW超級(jí)充電樁加持下，充電速率提升125%，實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航400公里。

作為國內(nèi)造車新勢(shì)力的主要代表之一，小鵬G9配置碳化硅800V高壓平臺(tái)，在480kW高壓超充樁配套設(shè)施下，充電5分鐘可以續(xù)航200公里，理想狀態(tài)下12分鐘可以把電量從10%充至80%。除此之外，小鵬汽車超級(jí)充電樁的配套建設(shè)增速也非常迅猛。近日，小鵬汽車正式宣布公司超級(jí)充電樁已貫通全國337城，成為行業(yè)首個(gè)自建品牌充電站貫通全國所有地級(jí)行政區(qū)域的車企。截止至2022年1月，小鵬汽車?yán)塾?jì)上線品牌超充站813座，目的地充電站166座，在數(shù)量緊追特斯拉。

資料來源：小鵬汽車

由此可見，超級(jí)快充是新能源汽車發(fā)展的必然趨勢(shì)，隨著特斯拉、小鵬汽車、廣汽埃安等多家車企高電壓平臺(tái)車型的陸續(xù)推出，未來用戶“充電焦慮”有望得到顯著緩解，新能源汽車滲透率也有望加速提升。

不過，業(yè)內(nèi)人士也指出，國內(nèi)補(bǔ)能未來很長一段時(shí)間仍將是以超充+換電2種模式并行推進(jìn)為主。雖然現(xiàn)在汽車超級(jí)快充技術(shù)發(fā)展很快，但是想要在充電時(shí)間與續(xù)航里程上完全超過燃油車，還有一段很長的路要走。此外，超級(jí)快充帶來的標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、電池安全、充電難充電貴等問題仍急需解決。未來只有把這些問題真正解決了，超級(jí)快充才能真正的市場化普及。