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1、中国高压快充产业发展报告(2023-2025)目录一、实现“双碳”目标，需加快乘用车电动化市场进程021 .加速电动化是交通行业实现“碳达峰、碳中和”重要手段022 .要实现2030年“碳达峰”目标，需加快乘用车电动化市场进程04二、充电难题制约电动化进程，“千伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势061 .充电慢、充电不便是当前用户选择购买电动汽车的主要顾虑062 .快充可有效满足即充即走场景下的补能需求，大力发展公共快充成为业界共识083 .“千伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势084 .高压快充提升用户体验，利好产业链发展095 .欧洲抢先布局高压平台车型，IOnity2
2、030年前布局3.6万350kW快充桩106 .国内头部车企正加快布局高压平台车型，2026年保有量将超1300万辆117 .适配高压快充的高压充电基础设施数量不足，运营商需加快布局13三、“千伏”高压架构核心部件产业链已齐备，应用推广时机成熟151 .采用“千伏”高压架构，整车需变动充配电、电池、电驱等系统152 .“千伏”高压桩核心部件变动小，适合提前规划布局163 .短期整车高压平台成本上升，适合中高端车优先应用184 .高压涉及的绝缘、散热、安全等技术已突破，可保障用户安全可靠用车195 .SiC,快充电池、PTC、空调等核心部件产业链已齐备226 .整车及充电基础设施的高压快充标准均
3、在加快推进中27四、推进高压快充产业快速发展，需政策、标准体系支持及上下游协同281 .高压快充仍面临产业协同不足、标准不完善、核心器件国产化率低等问题282 .政府及行业应加强政策支持，标准化建设力度，推进产业协同发展29附录：面向大功率高压快充的创新技术301 .无线电池管理技术，低时延、高可靠、多并发，提升高压快充安全性302 .轴承防电腐蚀技术，减少高压电腐蚀，提升电机可靠性及寿命313 .电驱动系统升压技术，无需增加专用升压充电机，减少空间占用，节约成本321.加速电动化是交通行业实现“碳达峰、碳中和”重要手段2021年，我国交通领域碳排放占整体总量的9%左右，受制于出行总量不断增加
4、的压力，交通领域碳排放仍在增加。2008-2021年我国交通领域碳排放复合增长率达5.4%,明显高于世界交通碳排放的增速(1.7%)及我国整体碳排放增速(2.8%)o在交通领域碳排放中，道路交通(机动车)占比达74%,是交通行业最主要的碳排放来源。图1.12021年中国交通行业碳排放占比9%图1.22021年机动车碳排放占交通领域碳排放超70%*数据来源：IEA、华为Ml推进道路车辆由传统燃油车向电动车转型，减少机动 车碳排放，已成为各国推进减碳的共识。荷兰、挪威、德 国等欧盟国家已确定在2025-2035年前后禁售燃油车，我 国新能源汽车产业发展规划(20212035)明确提出: 到2035
5、年，纯电动汽车成为新销售车辆的主流，公共领域 用车全面电动化。同时中共中央、国务院关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工 作的意见也指出要“加快发展新能源和清洁能源车船”。 预计2030年新能源汽车成为主流，中国新能源乘用车渗 透率达80%以上。加快推进汽车产业全面电动化转型进程, 已成为交通行业实现“双碳”目标核心举措。一、实现“双碳”目标，需加快乘用车电动化市场进程2060年前碳中和/1.5。02050年前实现7585%温室气体减排（备用2C场景）2050年前实现5060%温室气体减排能源工业三交通建筑农业和土地利用基准：-1-5%2。-45-50%1.5C：-65-70%基准：
6、-45-50%2C：-65-70%1.5t：-80-85%IiISIiI:I基准：-25-30%2C：-40-45%1.5C:-65-70%基准:+10-15%2C:-35-40%1.5,C:-100%基准:+10-15%2：-80-85%1.5C：-100105%I可再生能源应用推广工业自有发电/产能脱碳IIIII新能源汽车渗透率提高能耗需求降低沼气工程和化肥产业改革核能应用推广工业流程优化和创新IIII飞机采用氢燃料供热脱碳加强垃圾处理管理先进能源技术（如碳捕获与储存设备效能提升IIII强化公共交通和非机动车出行体系炊事和热水器脱碳造林和再造林图1.3提升新能源汽车渗透率是交通领域实现“双
7、碳”H标的核心举措80%201520162017201820192020202120222025E2030E90%80%70%60%50%40%30%20%10%0%图1.42030年新能源乘用车渗透率达到80%*数据来源：华为Ml整理一、实现“双碳”目标，需加快乘用车电动化市场进程2.要实现2030年“碳达峰”目标，需加快乘用车电动化市场进程2022年，中国新能源乘用车销量达到649.8万辆，同比增长96.3%,渗透率达27.6%。*数据来源：华为Ml整理得益于中央及地方在补贴、上牌、购置税等多重优惠政策的支持，中国新能源汽车市场快速发展，销量连续七年全球领先。当前，在乘用车领域，经济适用的
8、低端产品和主打科技智能的高端产品受到市场青睐，最具潜力的中间价位产品并没有真正获得市场认可。新能源汽车市场结构与汽车市场整体结构尚有一定差异。下一阶段，加速乘用车市场全面电动化进程成为交通行业公认的实现双碳目标的重要举措之一。一、实现“双碳”目标，需加快乘用车电动化市场进程图1.62022年新能源市场结构：低端产品和高端产品受消拨齐吉睐图1.72022年整体市场结构：数据来源：中国汽车工业协会新能源汽车发展将由单纯的政策驱动逐步向市场驱动转变。随着国家购车补贴政策的逐步退出，双碳战略、双积分考核要求的逐步落地，同时在市场端，用户对新能源汽车车型、功能、性价比等要求不断提,经济适用的中端产品是绝
9、对主力升，未来3-5年，如何打消主力消费群体的购车疑虑，解决用户购车及用车过程中存在的突出问题，提升新能源汽车的用车体验，成为卜.一阶段加速汽车全面电动化的重要发展方向。二、充电难题制约电动化进程，“千伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势1.充电慢、充电不便是当前用户选择购买电动汽车的主要顾虑随着电动汽车行业加速发展，用户对电动汽车的接受度不断提高，但充电问题仍是影响用户购买电动汽车的首要因素。用户快速补能的需求强烈，需要“5min以内快速充电，像加油样方便、快捷”。但当前电动汽车平均充电时长普遍在1小时及以上，且匹配快充需求的直流充电桩数量不足，无法满足用户快速补能需求。图2.1充电
10、便利性不足是影响用户选择电动汽车的核心障碍数据来源：中汽中心用户调查二、充电难题制约电动化进程，“T伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势图2.2充电时间在1h以内的充电桩占比不足4%数据来源：华为Ml为解决新能源汽车面临的充电问题，国家从政策层面 大力推进充电基础设施发展，新能源补贴从“补车”到“补桩”，充电基础设施建设纳入“新基建”等多项政策持续 出台，有效促进了充电基础设施的快速发展。截至2022 年底，全国各类充电桩保有量达到527万台，车桩比已达到2.5:1.但已建设的充电桩以小功率慢充为主，满足大 功率快充1的充电基础设施数量严重不足。以新能源汽 车保有量最大的上海市为例，截
11、至到2023年2月底，上海市 共有约14.76万台公共充电桩，充电枪16.49万个，12OkW以 上的快充直流充电枪108乃个，仅占6.59%。图2.3上海120kW以上快充克流充电枪数量仅1万个数据来源：联联充电1：非特殊注明，本文所指大功率均为25OkW以上二、充电难题制约电动化进程，“伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势随着新能源汽车保有量的不断加大，“私家车长途出 行” + “快速补能”的需求愈发强烈，但高速公路沿线的快 充基础设施同样不足。据国网统计，2021年国庆假期有 409个充电站出现了排队，占全部高速公路站点的18%,同比增长了 60%, “高速充电1小时，排队4小时
12、”的车 主经历引爆各大媒体关注。在节假日等高峰出行期间，电 动汽车“充电慢、充电不便”问题愈发突出，极大影响了 用户的购车积极性。2,快充可有效满足即充即走场景下的补能需求，大力发展公共快充成为业界共识总体来看，服务乘用车的充电基础设施根据其停放属性可以分为两类：第一类是“停一充复合型”设施，兼具停放和充电功能。对应典型应用场景有：居民区充电、目的地停车场充电（含单位、景区、酒店等）。这类场景对充电功率要求较低，结合各类车型的停车时长和使用特性设置，大部分可以采取慢充或中速充电。第二类是“即充即走型”设施，有充电功能，无停放功能。对应典型应用场景有：城际高速和城市公共充电场景。这类场景是用户日
13、常出行的最普遍场景，充电的便利性及速度直接影响用户出行体验。大功率公共快充桩具有充电服务能力强、充电时间短、充电桩使用率高、节约土地建设资源等优势，适合大规模部署以满足上述公共补能需求。以北京为例，快充桩以64%的建设占比，贡献了约94%的充电电量和充电次数.平均每个快充桩的充电贡献是慢充桩的8.8倍，提升了土地运营效率。在使用率方面，快充也显著优于慢充，上海充换电设施公共服务平台的数据显示，2022年下半年快充桩平均使用率为10.76%,慢充桩使用率仅为2.75%o当前，对于“即充即走型”场景，大力发展公共领域快充基础设施建设已成为业界普遍共识。同时，国家新能源汽车产业发展规划（202120
14、35年）也明确提出“加快形成适度超前、快充为主、慢充为辅的高速公路和城乡公共充电网络”O3 .“千伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势在电动汽车推广初期，消费者对电动汽车充电速度关注不多，电动汽车补能方式以慢充为主，直流充电的电压/电流普遍在350V/125A以下。随着电动汽车快速上量、电池容量不断增加，原有补能效率已不能满足用户需求。因此，GB/T20234.3电动汽车传导充电用连接装置第3部分直流充电接口要求，将直流充电接口电流从原来的125A提升至上限250A,以满足电池容量增加带来的充电功率增加。随后车企主要通过提升车辆电压平台，来实现基于250A电流下的快充。电压平台由350
15、V逐步向450V、750V演进，实现充电倍率1-2Ce二、充电难题制约电动化进程，“T伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势但受到IGBT耐压等级限制，750V电压已是当前硅基 功率器件的耐压上限，要在此基础上提升充电功率，只能通 过提升充电电流实现。当前部分车企通过提升电流到500A 来实现3-4C的快充。但通过持续提升电流的方式来提升充 电功率，需要加大线缆的截面积来增加通流能力，这会带来 充电部件体积、重量的增加，影响用户操作的便利性。同 时，高电流也会带来更大的散热问题，产生安全隐患。随着耐高压、低损耗、高功率密度的SiC功率器件的 逐步深入应用，950V左右的的电压平台逐步被车
16、企提上 日程,并将成为未来3-5年的重要趋势。950V/500A的高 压快充桩可以达到480kW的充电功率，实现5min左右的 快速补能，真正实现“充电像加油样快捷”。国家有关 部门也已将1000V纳入乘用车下一代大功率快充充电接口 标准中，以适应未来“千伏”高压平台的落地。B/C级车250AB级车A+/B级车500A500A510分钟4C1.5C2CA+级车500A15分钟A/B级车【250A】250AA级4250A2CA/B/C级车【125A】C级车1C30分钟：用电量14.4kWh/100km；DOD范围30-80%,续驶25OkmB/C级车(75kWh)：用电量19.6kWh/Iook
17、m；DOD范围3080%,续驶25Okm图2.4“千伏”高压架构是实现5-1Omin快充的必然趋势4 .高压快充提升用户体验，利好产业链发展高压快充将大幅提升用户体验，同时可显著提高产业 链各方的生产运营效益。1)提升用户体验和接受度。高压架构能够实现电动车 510min快充，解决充电慢的难题，使得用户的充电体验接近加油体验；同时高压平台具有更高的效率，比如使用SiC高压器件可提升整车NEDC效率3%左 右，增加续航约20公里，缓解用户续航焦虑，从而提 升用户接受度。2)提升车企产品竞争力。高压架构带来的充电快、效率备注：本文所指高压，如无特殊注明，均指750V以上二、充电难题制约电动化进程，
18、“T伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势高等优势已成为车型核心新卖点，提升车企竞争力。3)提升充电桩投资收益率。高压快充可以大幅提升充电 桩的“翻台率”，充电桩在同等时间内能够服务更多的用 户，可摊薄土建扩容等固定成本，从而提升运营商的投入产出比。4)减少公共桩整体土地占用。高压快充能够提升充电桩 的服务能力，在满足社会车辆补电需求的前提下，减 少充电桩新建数量，大幅降低充电桩的“占地”需求。5.欧洲抢先布局高压平台车型，IOnity2030年前布局3.6万个35OkW快充桩近年来，海外尤其是欧洲车企在高压平台车型上布局处于领先地位，头部车企纷纷推出800V高电压平台的主力车型。201
19、9年，保时捷率先量产800V平台电动车Taycan,最大充电功率达270kW,在22.5min内完成5%-80%SOC,后续版本最高充电功率有望达350kW:2020年，现代集团正式发你E-GMP平台，搭载400V/800V超高压充电系统，可在18min内完成0%-80%SoC,实现充电5min续航100km；2021年，奥迪自研PPE面世，该平台搭载了800V高压电气系统，可实现充电10min续航300kmO同时，奔驰的EVA平台、通用的第三代纯电动平台、捷豹路虎的电气化平台，也都纷纷选择了800V作为车辆的运行电压。此外，大众在MEB平台之外，提出了Trinity项目，预计将于2026年应
20、用800V超充技术。在大功率高压快充电桩层面，由宝马、戴姆勒、福特、大众、现代等头部车企联合成立的Ionity公司自2016年开始在欧洲各地快速布局超高速充电桩。截至2021年底已布局约1540座充电站，充电桩的功率高达350kW,可以在5-1Omin内为车辆补充足够多的电量。同时Ionity接受欧洲CEF资助高速充电设施建设，计划到2030年布局3.6万多个高速超充桩。ioI二、充电难题制约电动化进程，“伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势6.国内头部车企正加快布局高压平台车型，2026年保有量将超1300万辆2018年以来，我国大功率充电车型的销量持续攀升，取得了良好的发展态势。市
21、场中支持较大功率充电(80kW-250kW)及支持高压快充1的主流畅销车型共11款，其销量在2018、2019、2020年分别达6.5万辆、16.9万辆和32.0万辆，截至2021年3月累计销量已达66.2万辆。其中满足高压快充的车型有2款，累计销量3.9万辆。为解决用户续航焦虑，主要车企新推出的A级车、B级车电池容量普遍大于60kWh,其续航里程已经可以达到400-500km,可良好满足用户日常跨市出行需求。匹配1kWh电池容量、续航里程达600-7km车型也已陆续推出，如广汽AIONV,比亚迪汉、蔚来EC6、ET7、特斯拉ModelS等。但长续航车型的推出并未彻底解决用户“里程焦虑”，主要
22、原因是用户快速补电的需求并未得到良好满足。表21主力车企推出电池容量60kWh、续航超过50Okm的高端车型AION V：电池容量 69.9kWh, 整备质量:：1750kg续航602kmModel 3：电池容量 55kWh, 整备质fit： 1745kg,续航468km小鹏P7：电池容量60.2kWh, 整备质量：1920kg,续航480km比亚迪汉：电池容量76.9kWh,整备质量：2020kg,续航605kmModel S：电池容量 10OkWh.整备质量：2069kg,续航652km奥迪etron:电池容量96.7kWh, 整备质量：2625kg,续航5km为匹配用户快速补电需求，业界
23、正加快发展大功 率高压快充，补电时间向Iomin以内迈进。各大车企 纷纷布局高压快充车型，广汽、小鹏、北汽、东风、 长安等均已推出基于800V及以上高压平台的高端车向4C及以上迈进，快充性能可以达到“充电Wmin续 航增加20Okm左右”。如广汽埃安在2021年4月发布的 6C超级快充系统，最大电压达800V,最大充电电流大于 500A,只需8min即可完成0%80%SOC的充电。1：800V及以上快充表2-2800V高压平台车型是当前头部车企布局的主力广汽埃安：800V高压平台,充电5min,续航200km极狐aS： 800V高压平台, 充电10min,续航197km东风岚图:800V高压平
24、台, 充电Iornin,续航400km长安C385：800V高压平台，比亚迪e3.0平台：800V高压平台，小鹏G9：800V高压平台,充电IOmin,续航200km充电5min,续航150km充电5min,续航20Okm根据国内主要车企发布的800V及以上高压快充车型 规划，2022年逐步量产，2023年满足3C以上高压快的 高端车型将密集上市，2025年主流车型将均会支持高压快充。预计到2026年底，支持高压快充车型的市场保有量 将达到1300万辆以上。数据来源：车企公开信息.华为Mi整理7.适配高压快充的高压充电基础设施数量不足，运营商需加快布局I)100OV及以上充电桩占比不足4%,高
25、压直流充电桩数量不足中电联统计数据显示，2021年现有排名前四的运营商的25.5万台直流充电桩中，500V充电桩约9.1万台，占比36%,750V充电桩约15.3万台,占比60%,I(MM)V充电桩仅1.1万，占比不足4%o如果按照现有车桩比测算，要满足1300多万台高压快充需求，2023-2026年行业需要再增加98万台1000V高压直流桩。4%36%60%5% 8%30%25%32%30KW 60KW 12OKW 150KW 15OKW图2.8 150kW以上的公共直流桩占比仅5%图2.6排名前四充电运营商“千伏”充电桩占比不足4%2)匹配5min以内快速补能需求，充电桩需向1000V&4
26、80KW演进当前直流桩充电功率较小，单枪15OkW以上的公共直流桩占比仅5%0随着车辆电池容量的提升，满足用户迫切的快速补能需求，达到“像加油一样的充电”体验，充电桩功率也要随之加大。以75kWh电池包为例，充电时间从1个小时缩短到5min以内，就要求单枪充电功率从60kW提升到45OkW以上。为适应未来大功率高压快充发展趋势，主流车企及充电运营商已经开始布局大功率快充桩。如：国网已开始布局360kW的大功率快充桩，广汽埃安的A480超级充电桩最大充电功率更是达到48OkW,二、充电难题制约电动化进程，“伏”高压架构是实现5min快速补能的必然趋势针对大功率高压快充充电基础设施不足的问题，国家
27、 层面也正在出台相关支持政策。2022年1月10日，发 展改革委等部门发布的关于进一步提升电动汽车充电基 础设施服务保障能力的实施意见提出：“加快高速公路 快充网络有效覆盖，力争到2025年，重点区域的高速公路服务区快充站覆盖率不低于80%,其他地区不 低于60%”、“加强大功率充电、车网互动等示范类设施 的补贴力度，促进行业转型升级”，重点鼓励高速公路沿 线、城市公共充电站等重点区域的大功率高压快充基础 设施的发展。80kW120kW480kW图2.9实现5min以内快充，充电桩功率需向48OkW演进推广时机成熟1.采用“千伏”高压架构，整车需变动充配电、电池、电驱等系统从车上部件来看，整车
28、电池电压从450V提升到950V或更高电压，受到影响的部件如下：1）充配电系统：OBC输出保险、DCDC保险、PTC保险、空调保险和端子插头，电压等级都会提升，从相应的450V提升到950V或更高电压：DCDC变换模块功率开关管由原来的750V提升到150OV或更高电压，传统的硅基IGBT器件已无法满足，需要采用1500V及以上的SiC器件替代；OBC输出功率管也同样被150OV以上的SiC器件替代；充配电系统使用的功率线缆和端子不受电压升高的影响，接触器会因为电压升高而尺寸变大。2）电驱部分：电驱的功率模组由原来750V的低压模组被1500V以上SiC高压模组替代，驱动芯片的耐压等级也会提升
29、：母线电容电压等级由500V提升到1200V以上。3）电池系统：由于电压升高，串联的节数增加，并联的节数减少。4）热管理系统：空调压缩机驱动工作电压升高，相应驱动模块功率器件电压等级会增加；PTC的电压等级也会升高到950V以上。表3-1高压平台带来电池、电驱、PTC、空调等部件变动电池系统电驱动PTC空调OBC+DC/DC直流充电线缆端子接触器高压架构fttt1f三、“千伏”高压架构核心部件产业链已齐备，应用推广时机成熟图3.1高压平台下，电池、电驱动、压缩机、PTC等部件需调整2 .“千伏”液冷超充桩核心部件已产业化，适合提前规划布局当前行业内已推出全新的全液冷分体式直流母线架构超充系统，
30、用于解决传统风冷一体化充电桩的故障率高、功率利用率低、不支持未来演进、效率低、噪音大等问题,同时为高压平台车型提供快速补能，并满足未来增加光伏和储能系统的需求。全液冷超充解决方案是指主机系统、功率模块、充电终端全链路采用液冷散热技术，具有高可靠、低噪音等优势。分体式是指采用AC/DC与DC/DC分体式结构，功率池化，智能动态分配，实现功率最大化利用。直流母线架构是指AC/DC与DC/DC之间通过直流母线传输电能，直流母线上还可接入光伏、储能单元，实现光储充体化高效协调与利用，对电网友好。当前“千伏”液冷超充桩核心部件已实现产业化，应提前布局规划，助力新能源汽车和充电产业健康发展。图3.2全液冷
31、分体式直流母线架构超充系统三、“千伏”高压架构核心部件产业链已齐备，应用推广时机成熟表3-2全液冷分体式直流母线架构超充系统相比传统风冷体桩价值数据来源：华为Ml指标液冷设备风冷设备商业价值10年对比收益模块年均失效率0.5%5%风冷模块年失效率5%,液冷模块年失效率0.5%,10年模块更换成本节省费用约3.9万元。3.9万元寿命10年5年5年风冷设备全部替换新设备（10年内更换1次），液冷寿命大于10年仅更换模块的冷却液，节省成本约48万元。48万元功率利用率98%68%功率池化，功率动态分配，提升功率利用率，带来充电量可提升30%。充电里:提升30即服务费，提升收入38万元/年（以60Ok
32、W充电场站，时间利用率30%,服务费为0.8元计算）。380万元系统平均效率95%94%高效率模块、智能休眠等带来E2Er效，实现1%电损的降低。以600kW场景，按时间利用率30%进行计算，年充电量100万度，每年节省电费1.2万元。12万元持续大电流输出强弱液冷设备散热性能更佳，可连续高可靠的大电流高功率输山，保证连续为超充车辆进行快充的体验，同时保证大功率充电的安全性及可靠性。/噪音55dB75dB通过极致体验达到引流效果，假设引流带来整体充电量提升2%,充电量流量提升2%服务费，每年提升收入1.7万元。17万元登加光伏储能直流费加光伏和储能交流变加光伏和储能支持未来光储充一体化演进，直
33、流或加光伏和储能，减少二级转换，效率更高。/支持电网调度支持不支持直流母线架构液冷设备可灵活响应电网调度，根据电网指令灵活调整设备输出功率，支持电荒期的限流输出。I综合价值收益460.9万元3 .短期整车高压平台成本上升，适合中高端车优先应用高电压会导致压缩机、PTC和电机驱动MCU成本增加,以当前较为成热的2C快充，采用150kW前驱动系统为例，950V电压平台相比450V电压平台增加成本增加约6500元。随着电动车渗透率的快速提升，车企的竞争更加深化和多元，缩短充电时间将是提升用户使用体验的关键之一。国内外整车厂在中高端车型优先应用800V及以上高压平台，以形成差异化竞争力。长期看，随着S
34、iC.快充电池等核心部件的成本降低，中低端车型亦有快充需求，800V及以上电气架构升级具备长期趋势。表3-3车端：950V电压平台相对450V平台成本增加约6500元系统零件最高电压450Vdc2C成本最高电压950VdC2C成本电池包电芯A1A1+35OOBMSA2A2+300驱动系统电机电控A3A3+2000OBC+DCDCA4A4+800高压线束及连接器线束、高压连接器、接触器A5A5-500热管理系统压缩机、空调、暖风A6A6+400熔断器(保险)快充、空调、PTC、DCDC保险A7A7+20合计AA+6520*整乍电池75kWh:450V基于IGBT,950V堪于SiCMOS4 .高
35、压涉及的绝缘、散热、安全等技术已突破，可保障用户安全可靠用车发展高压快充，需重点关注充电安全问题，尤其是电压提升后的绝缘、散热及电池安全问题。研究发现，相较于传统电压平台(450V),高压平台(950V)仅在电芯、电池包管理、电路绝缘、故障下的功能安全、电磁兼容性上存在差异，其余部分并无不同，且针对这些差异的相关技术均已突破，整体可保障用户安全可匏充电。1)大功率快充电池散热方案已成熟，可有效解决散热问题大功率快充会带来发热量的大幅增加，高压电池包(Pack)的热管理至关重要。在电池包的安全设计上，可以通过应用隔热性能更高的隔热材料，例如陶瓷隔热垫、云母板，进行热扩散防护；在铜排金属零件表面粘
36、贴绝缘材料(例如陶瓷复合带、云母纸)来防止高压打火，以此来提高电池包热扩散防护能力。目前业界已经有成熟的大功率快充电池热管理方案，可有效解决散热问题。以某车型的热管理为例，其水冷板设置在电池箱体下侧，可有效隔绝冷却液与模组，提高电池安全性。由于模组分布在两层，其水冷系统也分为上下两层，共13个冷却支路，每个冷却支路有两根水冷管并联，水冷管采用口琴管的方案，每根水冷管有10个并联通道。电池的液冷系统与整车的冷却系统是交互的，动力电池将热量传递给水冷板中的冷却液，冷却液再将热量通过热交换器传递给整车的冷却系统，最后将热量排放到空气中。考虑到快充效率和电池安全，在充电时，将电池包的温度控制在30C左
37、右，有效改善电池工作环境，提升充电安全性及寿命。三、“千伏”高压架构核心部件产业链已齐备，应用推广时机成熟2)电池管理技术快速升级，可实现全生命周期智能、精准的快充安全保障与450V电压平台相比，在同样PaCk电量的前提下，950V平台通过增加电芯串数，同时减少单电芯容量来实现，电芯的本征安全性能不因高压化而改变。因为电芯串数增加，电池一致性管理难度增加。同时，电池包电压达950V后，车端的BMS(电池管理系统)的主芯片、采样芯片和高低压电路之间的通信隔离芯片等元器件、连接件需要重新选型。此外，由于快充过程中产热量大，热失控的风险增加，因此需要进行有效的监控与预警。 电芯级内温精确控制，实现精
38、准热管理，改善电池工作环境，提高电池寿命业界通过构建三维电热耦合模型，实时估算电芯最高和最低温度，并及时调节温度控制，温度精度能达到3C以内。电芯工作温度正常控制在204(C,极限工况下严格限制电池温度超过55C,避免发生热失控风险，改善电池的工作环境，从而提升电池的寿命。 云BMS结合大数据和机器学习算法，实现高压快充电池安全升维保障云BMS也逐渐成为行业主流，云BMS可将电动汽车车端BMS和云端相连，实现电池全生命周期数据“上云”，并结合在云端的大数据及机器学习算法对车辆数据进行评估，实现电池的内短路及一致性故障告警，电池热失控及三级故障告警预警等功能。 Al算法深挖电池充电安全边界，全场
39、景最大化提升充电速度。从公开信息看，当前华为等零部件企业已经可以根据电池电化学模型，融合深度神经网络Al算法，结合电池历史数据，优化电池的充电性能边界，在不产生析锂的前提下，实现最大程度的快充。并且结合整车管理和热管理技术，实现即插即预热即充，减少充电准备时间。三、“千伏”高压架构核心部件产业链已齐备，应用推广时机成熟3）现有标准、材料及技术可满足“千伏”高压绝缘要求，可有效保障高压人身安全行业目前从高电压导致的电弧问题、爬电距离、电气间隙、绝缘介质等4个方面，来考虑高压平台绝缘设计问题。高压拉弧：与450V相比，在950V电压下，电弧在空气中最大的拉弧长度将变长，拉弧的能量也更高。因此,高压
40、平台必须有更安全可靠的灭弧，尤其是在开关进行通、断时，这对熔断器、继电器等提出了更高要求，业界常用的有磁吹、气体灭弧等方案，目前在轨道交通行业已有成熟应用产品，轨道交通的电压通常在750-1500V,截至更高，满足车上产品无问题。爬电距离：根据IEC60664T/GB16935.1标准要求，“千伏”高压需要提升爬电距离。在应用层面，各厂家均已有相应解决方案。如：宁德时代电池包绝缘能力设计上，通过增大零件之间的电气间隙和爬电距离，开发并应用绝缘性能更高的材料，增加绝缘耐压防护设计来提高电池包的绝缘耐压等级。电气间隙：根据MBN20123,电气间隙均参考IEC60664-1,IoOOV与450V电
41、气间隙相同。绝缘介质：工作电压提高对应的耐压要求提高，隔离器件的选型可满足“千伏”耐压的要求。4）高压功能安全需满足ASILB及以上，出现故障不会影响人身安全整车平台向“千伏”演进，对高压安全要求越来越高,OSo26262道路用车功能安全要求中规定了车辆在故障情况下的功能安全相关要求。例如在碰撞场景下，撞后高压系统受损，容易导致高压电裸露、高压泄露、短路、电池起火等次生风险。行业通过设置电机放电回路和电阻放电回路，实现双回路冗余主动放电，能够实现漏电场景下2s内极速下电，放电至安全电压60V,典型场景下放电时间实际只需1.03s,满足高压安全ASILB等级，实现碰撞后整车快速下电，保证人身安全
42、。5）高压会增加电磁干扰，行业水平CIaSS3等级，不影响整车可靠性对于800V-1000V的高压平台，动力域部件的源、路、载干扰倍数级增大，行业目前通过创新技术方案和先进的EMC测试平台，支持EMC满足Class3等级的同时，仍可保障整车方案在高效、高密、轻量化等层面的竞争力，具体技术点包括：3D立体滤波方案，对原有磁环滤波方案优化，并通过对磁芯结构的改良和新磁材的开发应用，以及差模/共模的一体化设计，实现同体积滤波性能提升4倍。软硬结合降噪，通过电路共模回流、PCB平衡降噪以及自优化软件算法降噪，全方位提升产品可靠性。5.SiC、快充电池、PTC、空调等核心部件产业链已齐备1) 1200V
43、SiC器件及模块已达到量产阶段，17OOV产品已推出新能源汽车电驱动直流电压平台逐渐上升到“千伏”时，选择SiC功率半导体器件成为了必然。国内外知名零部件及整车企业均在积极推动碳化硅器件的应用。特斯拉是全球第一家将SiCMOSFET应用于乘用车主逆变器的厂商，MOdel3的主逆变器采用了意法半导体生产的24个SiCMOSFET功率模块。随后国内厂商比亚迪也迅速跟进，在汉EV上搭载了自主研发的SiC功率模块。2021年9月东风岚图发布基于SiC的800V高压平台。头部零部件企业馈尔福、博格华纳、汇川动力均已发布基于SiC的800V高压逆变器或电驱动系统。600V120OVb1700V其他图3.3
44、1200V的功率管将成为未来主流当前可提供SiCMoS器件的厂家主要有Cree、Infineon,Rohm等，这些企业均已形成了可批量生产的系列产品。其中Cree以平面栅MOS为主要技术路径，通过3代技术产品迭代，形成了平面棚SiCMOS系列产品，电压等级包括650V、900V、100oV、120OV和1700V、Infineon以CoOl结构为主要技术路径，重点开展器件结构和工艺技术优化，以提升产品性能，形成了半沟槽棚SiCMoS系列产品，电压等级包括650V、12(X)V和1700V。Rohm当前以沟槽栅结构为主要技术路径，重点通过器件结构和和工艺技术提升产品性能和可靠性，形成了双沟槽结构的SiCMOS系列产品，电压等级包括650V、120OV和170OVC此外，传统功率半导体厂商ST、Onsemk富士、东芝等厂商均推出SiCMOS产品，电压等级也
