电动车超级快充“亮剑”！下游众多整车厂商争相布局
近年来，随着汽车产业变革的持续演进，新能源车产销量不断超预期。据工信部的数据显示，2022年一季度新能源汽车累计产销分别完成了129.3万辆和125.7万辆，同比均增长1.4倍，幅度超过了2019年的全年水平。值得注意的是，目前新能源汽车的市场渗透率已经达到了19.3%，同比增长了11.4%，意味着新能源汽车开始真正驶入发展的“快车道”。
新能源汽车的出现不仅减轻了环境压力，还为人们的出行生活带来了便利。不过，由于发展时间较短，技术不够成熟，新能源汽车充电时间长、续航时间短、安全等核心痛点还有待解决。
充电5分钟续航200公里，广汽埃安超冲技术行业领先
曾几何时，“充电5分钟通话2小时”是手机领域非常知名的广告语，让人见识到了快充技术的神奇。如今在新能源汽车领域，超级快充技术同样给人们带来了非同凡响的快充体验。
新能源汽车迎来大时代，广汽埃安行业领先。据了解，广汽埃安前瞻性的布局了纯电造车平台，先后研发了弹匣电池、石墨烯基电池、硅负极电池等核心技术，直击新能源车安全性、里程焦虑等痛点，在10-20万元价格区间的细分市场具备显著的领先优势。
早在去年，广汽埃安就发布了超级倍速充电技术。据其介绍，公司的超级充电桩能够做到“充电5分钟，支持车辆续航200公里”，技术实力在业内遥遥领先。值得一提的是，广汽埃安超级快充技术已于去年9月份量产上车，并且已经率先配备在AION V的3C 500KM和6C 500KM两个不同版本的车型上。
资料来源：广汽埃安
为了进一步缓解用户在续航与补能上的焦虑，广汽埃安计划在每个充电站上至少安排一个A480充电桩，电压可达880V，最高充电功率为480kW，比特斯拉最快的250kW充电桩还要快接近2倍。据其介绍，该充电桩可以提供3C和6C两种高倍率的充电模式。其中，3C高倍率充电下，0-80%充满为16分钟；而在6C高倍率下，0-80%仅需8分钟，速度比前者快一倍，甚至不低于燃油车的加油速度。
800V高压平台布局热下，碳化硅在电动汽车领域将出现爆发式增长
充电慢是目前新能源车行业的核心痛点之一。近年来，海内外车企和科技巨头为了解决充电问题，做了大量的研发工作。
众所周知，新能源汽车充电速度主要取决于充电功率，从功率公式P(功率)=U(电压)×I(电流)可知，如果需要提高电动车单位时间内的充电功率，就需要提高作用于动力电池的输入电压和电流。因此，发展超充技术目前有两个方向：一是大电流直流超充，二是高电压直流超充。
目前，大电流直流超充方案，充电优势并不明显，仅有少数厂商在做，以特斯拉为典型代表，其V3超充桩最大输出电流接近520A。业内认为，520A已逼近充电电流上限，进一步提升的空间较为有限。
和大电流直流超充方案相比，高电压超充不易产生发热所带来的安全隐患，并且可以显著提升动力电池能量的使用效率，还有助于提升汽车动力性能和续航里程。从市场主流车企发布的相关超级快充方案来看，目前较多的使用的是800V高压系统+超级快充的组合形式，可以实现充电10分钟，续航300公里以上，能有效解决充电及续航焦虑，目前已经成为行业的主流应用方案。
在材料选择方面，由于碳化硅具有耐高压、耐高温、开关损耗低等优势，其材料特性使得MOSFET结构能够轻松覆盖650V-3300V高电压，并且和其他材料相比能够节能5%-10%。因此，碳化硅 MOSFET是800V高压系统功率半导体的最佳选择，目前已发布或即将发布的800V高压系统方案大部分都选择采用碳化硅 MOSFET。
资料来源：小鹏汽车
近年来，由于新能源汽车等下游需求的不断增长，全球碳化硅市场规模持续扩大。据 Yole 的数据预测，到2026 年整个碳化硅功率器件的市场规模有望达到50亿美元，在2020年7亿美元的基础上保持37%的年复合增长率。中国新能源车市场碳化硅领域，根据东吴证券的测算，预计从2020的14.6亿元增长到2024年的164.7亿元，年均复合增长率达83.2%。
从碳化硅的竞争格局来看，全球碳化硅产量的70%-80%来自美国公司，其中Wolfspeed（Cree） 作为全球碳化硅龙头企业，市场市占率超过 60%，并且技术工艺全球领先。中国在碳化硅领域，技术和美国相比落后5-8年以上，目前市占率低于10%。据了解，作为碳化硅领域的绝对龙头企业，Wolfspeed与下游器件企业的长期合作供货订单接近100亿人民币，签约企业包括安森美、英飞凌和意法半导体等。其中意法半导体是特斯拉的碳化硅供应商，安森美主要为蔚来等企业供应碳化硅器件，英飞凌为现代汽车等供货。
具体来看，碳化硅又可以分为单晶衬底、外延、器件三个细分领域。目前，海外碳化硅单晶衬底企业主要有 Cree、DowCorning、II-VI 等企业；外延片企业主要有 DowCorning、II-VI、Cree、罗姆、Infineon 等；器件方面相关主要企业包括 Infineon、Cree、罗姆、意法半导体等。
中国碳化硅产业虽然基础薄弱，但是近年来也取得了不错的进展。在衬底方面，天科合达、山东天岳取得了一定的发展；在碳化硅外延方面，东莞天域、瀚天天成等企业做的较好；在器件方面，三安光电、泰科天润、派恩杰等企业的产品已大量应用于光伏、大功率电源、充电桩等领域。值得注意的是，中国在车用碳化硅 MOSFET 领域技术还非常薄弱，不过随着国产替代进程的加速，未来具有较好的发展机会。
全球碳化硅产业链主要公司
资料来源：电子发烧友，国金证券
事实上，自特斯拉在2018年发布的 Model 3首次采用了意法半导体供应的碳化硅 MOSFET 器件后，碳化硅已经越来越受到新能源汽车市场的青睐。目前，众多整车厂商比如比亚迪、吉利、现代、广汽、小鹏等都已经发布了搭载的碳化硅 800V 高电压平台的车型，部分车企已经将量产时点定在 2022 年。根据不完全统计，全球已采用或确定采用碳化硅功率器件的有近 30 家汽车品牌，预计 2022 年之后，碳化硅在电动汽车领域应用将出现爆发式增长。
超级快充大势所趋，众多厂商争相布局
众所周知，汽车行业拥有万亿市场规模，在新能源汽车产业变革的大背景下，未来谁能解决其核心痛点，谁就能从激烈的竞争中脱颖而出，成长为市场的龙头企业。
实际上，国内外主要厂商早已经开启了超级快充的军备竞赛。从国外来看，海外整车厂近年来纷纷推出高电压平台车型。2019年，保时捷率先量产800V高电压平台电动车Taycan，目前最大充电功率可达270kW，可在22.5分钟内完成5%-80%的充电，后续版本最高充电功率有望达350kW；2020年，现代集团正式发布E-GMP平台，搭载400V/800V超高压充电系统，可在18分钟内完成0%-80%的充电，可实现充电5分钟续航100km；2021年，搭载的奥迪自研PPE平台的A6e-tronConcept面世，该平台搭载了800V高压电气系统，理想状况下充电10分钟续航300km。
全球部分高电压平台车型梳理
资料来源;各公司官网，安信证券
值得一提的是，作为全球新能源汽车整体龙头，特斯拉的超级快充目前已经发展到了第三代。其V3超级充电桩可支持高达250kW的峰值充电功率，充电15分钟可补充250km续航电量，未来特斯拉计划将其充电功率进一步提升到300kW，这意味着Model 3仅需十几分钟即可充满电。目前，特斯拉在全球范围内拥有超过25000个超级充电桩，在我国建设的超级快充充电站已超过920座，拥有充电桩数量7100多个，覆盖我国超过330个城市。
资料来源：特斯拉
从国内来看，华为、比亚迪、吉利、长城、广汽、东风汽车等主流厂商都推出了的高电压纯电车型。具体来看，华为与极狐汽车合作的极狐阿尔法S华为HI版在今年5月7日已经上市，据介绍该车型首搭了堪称业界最强的800V高压快充，可在10分钟提高续航将近200公里；比亚迪于2021年发布的e平台3.0搭载800V闪充技术，充电5分钟续航150km；2021年，吉利发布量产车型极氪001，基于SEA浩瀚架构打造，支持800V超级快充，可实现充电5分钟续航120km；长城旗下蜂巢能源发布蜂速快充电池，其中第二代蜂速快充电池支持800V的高压电气架构，充电倍率达到4C；此外，东风旗下的岚图汽车的最新800V高压超级快充技术，可在360KW超级充电桩加持下，充电速率提升125%，实现充电10分钟续航400公里。
作为国内造车新势力的主要代表之一，小鹏G9配置碳化硅800V高压平台，在480kW高压超充桩配套设施下，充电5分钟可以续航200公里，理想状态下12分钟可以把电量从10%充至80%。除此之外，小鹏汽车超级充电桩的配套建设增速也非常迅猛。近日，小鹏汽车正式宣布公司超级充电桩已贯通全国337城，成为行业首个自建品牌充电站贯通全国所有地级行政区域的车企。截止至2022年1月，小鹏汽车累计上线品牌超充站813座，目的地充电站166座，在数量紧追特斯拉。
资料来源：小鹏汽车
由此可见，超级快充是新能源汽车发展的必然趋势，随着特斯拉、小鹏汽车、广汽埃安等多家车企高电压平台车型的陆续推出，未来用户“充电焦虑”有望得到显著缓解，新能源汽车渗透率也有望加速提升。
不过，业内人士也指出，国内补能未来很长一段时间仍将是以超充+换电2种模式并行推进为主。虽然现在汽车超级快充技术发展很快，但是想要在充电时间与续航里程上完全超过燃油车，还有一段很长的路要走。此外，超级快充带来的标准统一、电池安全、充电难充电贵等问题仍急需解决。未来只有把这些问题真正解决了，超级快充才能真正的市场化普及。