电动汽车快充技术发展（新能源汽车快充发展）
新能源汽车快充行业报告：电动汽车2.0时代的竞争焦点
一、引言
随着全球对可持续发展的呼声日益高涨，新能源汽车市场呈现出强劲的增长势头。本报告将聚焦于新能源汽车快充技术，其背后的技术原理和市场应用，展望其在电动汽车2.0时代的发展前景。
二、新能源汽车充电技术的演进
新能源汽车的崛起，改变了传统燃油车的能源补给方式。电动车主要依赖车载动力电池提供能量，而充电过程是实现能量从电网或其他储能设备向电池转移的关键步骤。在这一过程中，车载充电机（OBC）扮演着核心角色。
随着电动车市场的快速发展，充电技术也在不断演进。交流慢充作为传统的充电方式，虽然充电成本较低，但其充电时间较长，难以满足长途行驶的需求。直流快充技术应运而生，其充电功率大、充电时间短，有效缓解了用户的充电焦虑。
三、超级充电技术：解决痛点的关键技术
超级充电技术是快充技术的一种，具有超高的充电功率和效率。以特斯拉超级充电站为例，其半小时能充满80%电量，大大缩短了充电时间。这种技术的实现，离不开电池管理系统（BMS）与充电设备的协同工作。
BMS是动力电池的管理核心，实时监控电池的状态，并根据电池的实时数据调整充电方案。其非线性的充电模式，充分利用了电池的特性，实现了快速充电的同时保障电池的安全和寿命。
四、全球电动化趋势与充电需求
国际知名车企纷纷提出电动化战略规划，全球电动化趋势明显。这不仅催生了庞大的充电需求，也为超级充电技术带来了巨大的市场潜力。随着电动车的普及，充电设施的建设和完善将成为竞争的关键。
五、市场现状与前景展望
1. 市场规模与增长：根据中汽协数据，我国新能源汽车销量连续7年全球之一，且未来有望延续高速渗透态势。
2. 竞争格局：随着快充技术的不断发展，未来电动车的竞争优势将不仅仅局限于续航里程，更将体现在充电速度和便利性上。掌握先进充电技术的企业将在竞争中占据优势。
3. 技术发展方向：未来，随着电池技术的突破和充电设施的完善，超级充电技术将成为电动车领域的重要发展方向。无线充电、智能充电等新技术也将逐步得到应用。
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电池对温度极为敏感，尤其是锂电池，过高或过低的温度都会直接影响电芯性能。在极端情况下，甚至会对电池性能造成不可逆的损伤。幸运的是，BMS能够精准地通过传感器监控电池温度，确保电池运行在安全的环境内。在寒冷的冬季，BMS会启动加热系统，使电芯温度回升至适宜充电的温度，避免电池充电效率降低。而在炎热的夏季或电池温度过高时，BMS则会迅速启动冷却系统，为电池降温，确保行车安全。
电池能量管理中，由于电芯工艺误差和实时温度不一致，其电压各不相同。在充电过程中，可能出现一部分电芯已充满，而另一部分电芯还未充满的情况。BMS系统实时关注电芯电压差值，通过调节减小各单体电芯之间的电压差，确保每个电芯的充电均衡性，提高充电效率，减少能量消耗。
充电问题已成为消费者的痛点。随着电动车在全球的迅速普及，充电速度对车主的行车效率和用户体验的影响日益凸显。在2021年7月的金砖充电论坛中，华为表示目前新能源汽车市场已由政策驱动转变为政策加市场双轮驱动。其中，充电问题的存在在很大程度上影响了消费者的购买欲望。
传统燃油车的能量补充速度快，一般在10分钟内即可完成加油并驶出加油站。而对于电动车来说，以时速km的传统电动车为例，其充电时间普遍在30分钟以上，且充电桩的数量紧张，导致前置等待时间延长。目前的充电技术相较于燃油车的加油方式并无明显优势。10分钟的燃油车心理锚定时间已成为消费者衡量电动汽车充电速度的重要标准之一。
为了突破这一瓶颈，超级充电标准应运而生。电池的充放电倍率用C来表示，4C放电表示电池在4个小时完全放电时的电流强度。对于充电而言，4C表示在给定电流强度下，充满电池%的电量需要1小时，即15分钟内电池能够完全充电。4C并非全新指标，而是在传统的充放电指标基础上的延伸，体现了电池充放电性能的提升。当电池的充电倍率超过4C时，其技术难度的提升以及电池承受的电流压力更大。我们认为，4C是目前兼顾性能提升和电池技术承受能力的更优解。
动力电池的充电倍率迭代进程经历了从铅酸电池的0.1C到锂电池的显著提高。随着技术的不断进步和BMS的不断发展，电池的充放电倍率得到了显著提升。从早期的交流慢充方案到现在的电动汽车的1C、2C甚至国内已有搭载3C电池的汽车进入市场。最近，宁德时代发布新款麒麟电池并宣布明年将推出4C充电技术。
超级充电将成为充电技术升级的必然趋势。无论是新能源汽车还是手机，实现快速充电将极大地提升产品的使用体验。随着技术的不断进步和创新，未来电动车的4C充电也将成为产业趋势。目前已有包括保时捷、比亚迪、吉利在内的多家企业布局超级充电技术并发布相关车型或方案。随着技术的成熟和市场的不断扩大超级充电将为电动车行业带来革命性的变化并大幅提升消费者的使用体验。这是技术升级发展的必由之路也是未来电动车行业的必然趋势。华为引领未来充电技术，AI闪充全栈高压平台瞄准5min快充
随着科技的飞速发展，充电技术的革新已成为新能源汽车领域的一大竞争焦点。华为近日发布的AI闪充全栈高压平台引起了广泛关注，其引领的充电技术革新预示着到2025年，实现5min快充的可能性。
在追求更高充电功率以达到快充目标的过程中，“大电流”与“大电压”两条路径并存。目前，多数企业倾向于采用“大电压”技术路径，华为亦是如此。相比“大电流”路径，使用“大电压”时，整车BMS和电池模组成本与之持平，而且高压线束和热管理系统的成本相对较低。
随着主流车型的电压架构从200V逐渐过渡到V，为了达到更高的充电功率以满足市场需求，选用更高的电压成为了一个理智的选择。由于更高的电压可以保证电流处于相对安全的范围，同时包括SiC等功率器件、高压连接器、高压充电枪等部件已经发展成熟，这使得这一选择更具可行性。在这种趋势下，800V电压架构很可能成为未来的主流。
除了华为，其他车企也在积极研发充电技术。以特斯拉为例，其的V4充电桩功率有望达到惊人的350kW。相比之下，特斯拉之前的V3充电桩已经能够实现充电峰值高达250kW，为车辆补充续航的能力大大提升。特斯拉汽车业务负责人Jerome Guillen在近期公开表示，公司正在开发350kW超充充电桩，预计将会试配于Plaid和Cybertruck等车型。
同样值得关注的是比亚迪的e平台3.0。比亚迪在新能源车领域已有近二十年的经验，其发布的e平台3.0采用了八合一电驱动总成，整车电控功率密度提升30%，支持更大的电流和更高的电压。搭载800V超充平台的比亚迪e平台3.0已经实现了充电5分钟续航150km的惊人表现。
保时捷的Taycan作为市场上较早采用完整800V电池架构的车型之一，展现了强大的充电能力。在配套设施尚不完善的情况下，Taycan通过升压器实现了800V的快速充电。目前，Taycan的充电方案不仅能够实现快速充电，还能够适应家用和外部充电的需求。据保时捷公开消息，新款Macan也将搭载800V快充平台，其充电功率有望提升至270kW。
各大车企都在积极研发充电技术，以期在未来的新能源汽车市场中占据领先地位。华为发布的AI闪充全栈高压平台无疑是这一领域的一次重要突破，它将为我们带来更加便捷、高效的充电体验。吉利极氪 001 闪耀登场：支持极速 360kW 快充引领行业新风向
随着电动汽车的日益普及，充电速度成为了众多消费者关注的重点。在这一背景下，吉利推出的基于SEA架构的极氪001，以其惊人的360kW超级快充技术引起了行业的广泛关注。这款车的售价区间为28.1万至36.0万，凭借其强大的性能表现和卓越的充电技术，成功吸引了大量消费者的目光。
极氪001的充电之旅可谓是速度与激情的结合。搭载800V高压充电平台，它能够实现理论上的360kW超级充电。实测数据显示，在V平台下，仅需28分钟就能将电池电量从20%充至80%，这无疑为消费者带来了极大的便利。
为了配合极氪001的充电需求，吉利已经布局了多种规格的充电桩，以满足不同场景下的充电需求。从家庭7kW充电桩到商区的20kW轻冲，再到道路枢纽的120kW超充，以及即插即走的360kW快充，极氪预计将在全国范围内建设超过2200个不同规格等级的充电桩。这一举措无疑为极氪001的用户带来了极大的便利，也为电动汽车的普及做出了重要贡献。
与此随着电动汽车市场的不断发展，越来越多的品牌开始布局超级充电桩。大众集团就是其中的佼佼者。其MEB平台的年产量已经达到了惊人的6万辆水平，预计到2025年将会有更多车型问世。大众在国内成立的CAMS合资公司也提供了全方位的充电解决方案。而小鹏和蔚来等品牌也在积极部署充电业务，为广大消费者带来了极大的便利。
这一切的背后，都离不开一种新型的电压架构800V高压架构的支持。这种架构以其低成本和高效率赢得了众多品牌和集团的青睐。通过提高整车电压，不仅可以提高充电功率，还能实现更快的充电速度。这种技术已经成为下一代电动车的主流平台之一。从特斯拉Model 3到保时捷Taycan的成功实践都证明了这一点。未来将有越来越多的电动汽车采用这种技术，为消费者带来更好的使用体验。
吉利极氪 001 的推出无疑为电动汽车市场注入了新的活力。其支持的极速 360kW 快充技术和配套的充电设施为消费者带来了前所未有的便利。随着越来越多的品牌布局超级充电桩和800V高压架构的普及，我们有理由相信电动汽车的未来将更加美好。目前联合电子正在研发五种不同的800V高压系统架构方案，这些方案均展现出独特的技术特点和优势。
方案一：车载部件全面升级至800V，电驱系统具备升压功能，兼容V直流桩。该方案具有直流快充、交流慢充、电驱动、动力电池和高压部件全为800V的特点。通过电驱动系统升压，能够兼容V直流充电桩，整车能耗低，无安全风险，且所有部件均为供应商在研产品，易于推广。
方案二：同样是将车载部件提升至800V，并新增DCDC以兼容V直流桩。此方案具备直流快充和交流慢充功能，电驱动和高压部件也均为800V。虽然系统新增成本较高，但由于多家厂商正在研发800V部件，推广相对容易。
方案三：车载部件同样采用800V设计，动力电池可灵活输出V和800V，兼容V直流桩。此方案在电驱动和高压部件上有所创新，通过继电器切换实现电压灵活输出。由于需要特殊设计的动力电池以避免电池并联环流潜在问题，推广难度较大。
方案四：此方案与方案三类似，也是通过动力电池的灵活输出来兼容V直流桩。虽然整车能耗较高，但只需要增加一个DCDC。这个V/800V的DCDC对安全要求较高，推广不易。
方案五：该方案仅直流快充相关部件为800V，其余部件维持V，动力电池也可灵活输出V和800V。这一方案虽然系统新增成本低，整车布置改造难度适中，但在能耗、电池特殊改动和设计方面存在劣势。
综合考虑性能、系统成本及整车改造工程量，预计方案一将成为短期内快速推广的解决方案。这一方案的推广得益于其对现有V系统的良好兼容性，以及供应商在研产品的广泛可用性。
随着高电压技术的普及，多条产业链将受到带动。特别是三电系统将迎来核心调整，以满足高压平台的要求。电池系统作为关键部分，800V电池包的BMS成本比V高出约1/3。这是因为800V电池包需要两倍的串联电池和电池管理系统（BMS）电压传感通道。电压提升对电池包可靠性提出更高要求。在较低电压的电池包中，并联电池更多，可靠性更高。
另一方面，800V高电压平台线束直径更小，有助于降低成本和重量。切换到800V电池包还可以提高动力系统效率，节省的成本可以在电缆方面得到弥补。总体来看，高电压技术的发展将促进整个产业链的升级和发展。未来的汽车行业中，随着组件的规模化生产和成本收益的平衡发展，800V总线架构将被越来越多的电动车所采用。
动力电池超级快充趋势崭露头角
动力电池作为新能源汽车的核心能量来源，其构成复杂而精密，主要由动力电池模块、结构系统、电气系统、热管理系统以及BMS（电池管理系统）五大部分组成。
1. 动力电池模块是电池组的“心脏”，负责储存和释放能量。
2. 结构系统如同电池的“骨架”，为电池提供支撑，并具备抗机械冲击、防水防尘的功能。
3. 电气系统包括高压线束、低压线束和继电器，负责将动力传输到车辆各部件。
4. 热管理系统负责散热，确保电池在合理的工作温度下运行，延长其使用寿命。
5. BMS是电池管理的核心，负责监控电池状态并保护电池安全。
根据前瞻产业研究院的数据，新能源汽车的动力成本中，电芯占据了一半的份额，而电力电子和电池包约占20%，其余部分包括BMS和热管理系统等。全球动力电池市场规模正在快速增长，预计未来几年将持续保持强劲的增长势头。
动力电池快充技术的突破是新能源汽车领域的一大挑战。制约动力电池快充的因素众多，涉及原子、纳米、电池包、系统等各个层次。其中，负极的高速嵌锂能力和热管理是关键。比亚迪的刀片电池通过结构创新提高了能量密度，并具备出色的稳定性和安全性。其独特的散热设计使得电池在快充过程中能够保持良好的性能。
近期，宁德时代的麒麟电池发布，标志着800V时代的到来。该电池实现了高能量密度和快速充电的能力，满足了消费者对续航里程和充电时间的需求。与此比亚迪的刀片电池也在不断进步，其在散热方面的优化使得电池在快充时更加稳定。这对于整个新能源汽车行业来说，意味着动力电池技术的又一次重大突破。随着技术的不断进步，未来新能源汽车的续航里程和充电时间将更加优化，为消费者带来更加便捷的出行体验。
随着新能源汽车行业的飞速发展，动力电池技术也在不断进步。未来，我们有理由期待更多的创新技术和产品问世，推动新能源汽车行业的持续发展和进步。随着电动车的不断普及，800V总线架构和超级快充技术将成为未来的主流趋势，为消费者带来更加便捷、高效的出行方式。新能源汽车中的创新力量：无模组化刀片电池与碳化硅技术的优势
随着新能源汽车行业的飞速发展，电池技术的创新成为了一大看点。当下，刀片电池采用无模组化设计，这一革新不仅使得电池更为紧凑，更能提供出色的散热性能。搭载这种电池的比亚迪汉EV，售价仅为20.98万，却可以实现长达506公里的续航里程。更令人惊叹的是，只需短短的10分钟充电，它就能继续行驶135公里，无疑为消费者带来了前所未有的便捷体验。
而在电驱动及电控系统中，碳化硅（SiC）的应用正迎来其黄金时代。SiC器件在新能源汽车中的优势在于其高压性能，尤其在电机驱动、车载充电器、电源转换系统等方面表现出色。相较于传统的IG器件，SiC MOSFET的导通电阻和开关损耗大幅降低，使得整个功率器件具有高温、高效和高频特性，能源转换效率得到显著提升。
在电机驱动方面，SiC器件的使用能够提升控制器效率、功率密度和开关频率，减少开关损耗，还能简化电路散热系统，降低成本并改善功率密度。丰田的SiC控制器就是一个很好的例子，它将电驱动控制器体积减小了80%。
车载DC/DC变换器中的电源转换也是SiC发挥优势的一个环节。通过使用SiC器件，可以降低功率转换损耗并实现散热部件的小型化，从而减小变压器体积。而在充电模块中，车载充电器和充电桩使用SiC器件能够充分发挥其高频、高温和高压的优势，提升充电效率。
行业巨头特斯拉已经率先在逆变器上使用了SiC技术，其Model 3电驱动主逆变器采用了全SiC功率模块。而国内电动车领先企业比亚迪汉四驱版也在电机控制器中使用了自主研发的SiC模块，借助SiC的低开关及导通损耗和高工作结温特性，其SiC模块在功率密度上有了显著提升。
如今，多因素推动SiC技术的发展，其大规模运用的甜蜜点已经到来。尽管SiC功率器件在性能上有诸多优势，但之前主要受到价格、晶圆质量、工艺技术等限制。随着海外厂商的持续产品迭代、晶圆良率的提升、尺寸的升级和产能的扩充，SiC器件的广泛应用已经指日可待。
实际数据表明，SiC电力电子器件的价格正在持续下降，与同类型的Si器件价差缩小。根据公开报价数据显示，SiC SBD的价格同比下降了约10%，与Si器件的价差缩小至约4倍以内。考虑系统成本和能耗等因素后，SiC产品已经展现出竞争力。随着技术的成熟和产能的不断扩充，其在新能源汽车、光伏逆变和消费类电子等领域的应用前景十分广阔。汽车行业中，SiC器件的应用日益普及，带来了显著的市场规模扩张前景。据Yole统计数据显示，新能源汽车已成为SiC功率器件最重要的下游应用市场，预计至2024年，新能源车用SiC功率器件市场规模将达到近12亿美元。这一趋势的背后，反映了汽车厂商对SiC器件性能优势的认可。
随着技术的不断进步和应用的拓展，已经有超过二十家国际汽车厂商开始在车载充电机（OBC）中采用SiC SBD或SiC MOSFET。特斯拉Model 3和比亚迪汉等新能源汽车的率先应用，仅仅是SiC器件在逆变器中的起步。未来，随着SiC在车载充电器、DC/DC转换器以及充电桩中的渗透率提升，市场空间有望迅速扩大。
仅从逆变器的使用来看，新能源车已经消耗了大量的SiC衬底产能。若再考虑车载OBC、充电桩、DC/DC等更多应用领域对SiC的使用，需求量更是惊人。以特斯拉Model 3为例，其主逆变器中有24个SiC模块，每个模块需要2颗SiC MOSFET芯片，由此推算出单辆汽车所需的芯片数量。随着全球产能的迅速扩张，预计至2025年，新能源汽车对SiC衬底的需求将占据全球产能的相当一部分。
科锐公司预测，到2024年，其SiC晶圆可服务市场规模将达到约11亿美元，SiC器件可服务市场规模更是高达50亿美元。在全球新能源汽车的出货量持续增长以及SiC晶圆价格不断下降的背景下，预计到2025年，新能源汽车仅逆变器SiC需求空间就将达到59至65亿美元。而新能源汽车的DC/DC、车载充电器系统及充电桩等应用领域的拓展将进一步推动新能源汽车用SiC市场规模的扩张。
在数字隔离芯片领域，随着新能源汽车的发展，隔离芯片的需求也在显著增加。隔离器件的作用是将输入信号进行转换并输出，以实现输入、输出两端的电气隔离，保证信号传输的安全性。在800V电驱动系统中，隔离驱动芯片需要承受极高的共模瞬态干扰和绝缘耐压需求。新能源汽车的电气化程度更高，对安规和设备保护的要求也