浅谈800v构架的增量配件-韭研公社

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浅谈800v构架的增量配件

好奇号123

2021-11-15 12:20:50

在蔚蓝换电、特斯拉大电流快充、800v高电压快充三个快充方案中，800v快充最具技术可行性。800v是中高端电动车产业链对特斯拉实现弯道超车的机会。无论对于转型电动车的传统车企，还是新造车势力而言。保时捷 Taycan、通用 UItium 奥特能平台、现代 E-GMP 架构、吉利 SEA 浩瀚架构、比亚迪 e3.0 平台、广汽AionY、奇瑞的鲲鹏混动800V的PHEV方案、小鹏800v平台、华为800v超充方案。。。长长的列表足以说明，EV产业链对800v解决方案的大规模应用速度将超出预期。

800v高压构架的核心优点

800v高压构架提高了中高档EV对油气车的核心竞争力。

1 快速充电。

EV高续航里程问题不断缓解，下一个痛点转向了快速补能焦虑。充电10分钟续航200KM到400KM，基本体现了EV快速充电的最高水平，和油气车的差距进一步缩小。

2 更好的性能。

因为热损耗 = 电流的平方 x 电阻系数。注意是平方。提高电流会导致热损耗迅速加大，挑战热管理系统。

相同功率下，800v的电流更低。800v电压构架下的电机发热仅为400v构架下的1/4。大大降低了电机的发热量，意味着更好的热管理，更少的能量损失，更持久和安全的性能保证。

更大功率下，提高电压则成为了唯一的选择。

800v高压构架的挑战和增量

比较理想的800v构架是：母线升级为800v来驱动电机、PTC/热泵。提供三个充电接口：800v直流充电（最佳性能），400v转800v直流升压器充电（新增配件），通过220v交流转800v直流OBC充电（升级OBC配件）。前者需要专用高压充电桩，后两者则兼容现有的充电设施。其余配件则通过高低压转换器实现。

还有一种过渡性的800v构架请参考文末的风险提示段落。

1 兼容400v充电设施 - 增量配件DC/DC升压器

充电桩建设落后于电车技术革新是必然。800v车辆必须要兼容现有的400v快充充电桩设施。这里就需要一个额外的增量配件DC/DC升压器。参考保时捷Taycan的做法，通过一个升压转换器，将400v提升到800v进行充电。该配件是一个升压充电泵（谐振转换器）。同时提供另一个DC转换配件将母线800v分别转换为12v，48v，400v。

至于800v充电桩，虽然国标已经支持1000v（2021年度少量招标），但建设工作量很大。对于已经大量布局400v充电桩的厂商来说，是一笔不小的投入，需要逐步替换。前期只有厂商会自建少量的体验性质充电桩。因此升压器成为一个增量配件。

德国普瑞 Preh（S均胜电子(sh600699）S ），研发生产全球首款高压快充技术的400v转800v升压系统，供货首款800v量产车型保时捷Taycan。安装在升压器顶部的单独的DC/DC转换器，可用作“多转换器”，将800V电压转换为三种不同类型的电压：48V、12V和400V。除此之外，均胜电子研发的无线电子和高压快充模块等产品正不断获得全球各大整车厂商的订单，其中包括宝马、奔驰、吉利、大众、日产、福特等。

S欣锐科技(sz300745）S ，800V系统的产品在2020年初开始提供量产服务。近期股价涨幅较大。

2 耐压功率器件 - 碳化硅器件部分代替IGBT

电机控制器在工作过程中会在直流母线电压基础上产生电压浮动。400v平台要承受650v的最高电压，而800v平台则要承受1200v的最高电压。车规级IGBT的是有1200v的耐压产品的。但高耐压IGBT阻抗升高，伴随着性能下降（导通损耗、开关损耗）。而碳化硅则由于其耐压特性，阻抗低于IGBT的特点，成为800v平台的功率器件首选，有望在逆变器、电机、OBC、DC-DC变压器、PTC、压缩机等多个器件中逐步代替IGBT。目前阻碍推广的主要因素是价格和产业链成熟度，随着碳化硅量产这些问题将迎刃而解。

一些布局较早的公司：

S欣锐科技(sz300745）S 新能源汽车行业提供车载电源整体解决方案，包括车载DC/DC变换器、车载充电机等产品，公司主要产品已经使用碳化硅器件，公司在未来的市场竞争中具有一定的先发优势。类似布局碳化硅的还有S英搏尔(sz300681）S 。

Meta（S得润电子(sz002055）S ），全球充电机龙头，中国前三的连接器厂商。提供基于碳化硅的22KW 800V平台高功率车载DC/AC充电器OBC，为保时捷Taycan供货。

S比亚迪(sz002594）S 、S精进电动(sh688280）S 等均可提供高功率碳化硅控制器。

S方正电机(sz002196）S 布局800v电机，计划2022年下半年量产。

上游碳化硅产业链也可关注。

3 高压线束/连接器

高压线束绝缘层一般选用硅橡胶和XLPE（交联聚乙烯）等材料，毫米击穿电压值都在20kV以上，因此提高400v对线束绝缘性能本身的挑战不大。通过简单的增厚绝缘材料也可有效的维持其电性能。因为电流减小的缘故，线束会变细，铜需求减小（线束减重也是高压平台实现里程优化的原因之一）。短期内如果线速厂商保持同样的产品价格，则意味着成本降低，利润率提高。虽然800v高压构架相比400v构架对线束/连接器并没有产生太大的增量（增量来自部分新增配件的连接比如升压器）。但不可否认电动化的浪潮对连接线行业是整体增量，仍是值得长期关注的方向。

4 绝缘稳定性需求可能推进新型绝缘材料机会

800v高压构架对杜绝局部放电提出了挑战。局部放电就是介质不均匀系统或杂质都会造成绝缘放电产生。对于薄膜类的材料来说，无法避免百分之百消除气泡的存在。另外一般采用油冷电机，绝缘材料的必须要耐油耐水。芳纶纸耐油、耐温、更好的克服局部放电等特性，是针对800v高压需求一个绝佳的解决方案。芳纶纸由间位芳纶纤维和对位芳纶纤维组成，分别提高芳纶纤维的机械强度还电器绝缘强度，可用于油冷电机槽绝缘。

美国杜邦是国外芳纶产品的主力厂商。国内则是芳纶龙头企业S泰和新材(sz002254）S 的子公司民士达，提供全套800V高压驱动电机用绝缘材料的解决方案。市场导入期，有待保持跟踪。

5 其他车载800v配件

空调压缩机，热泵/PTC等配件也面临这800v的更新换代。因为要重新开发，特别是空调压缩机，工作量比较大。已经陆续有厂商开始拿出解决方案。但现阶段，估计整车厂商仍将采用DC/DC转换400v以兼容现有的配件。