電動汽車800V產(chǎn)業(yè)鏈專題研究

電動汽車800V產(chǎn)業(yè)鏈專題研究1.動因：為什么是800V？汽車電壓平臺演變：燃油車時代，6V-12V-48V1912年汽車開始裝蓄電池，電壓為6V。隨著汽車電器如車燈、照明、ISG等用電器件增加，用電功率需求增加，1950年

升級為12V，并延續(xù)至今。

期間還出現(xiàn)過42V，主要由美國發(fā)起，因零部件升級電壓規(guī)格成本高而未能實現(xiàn)。2010年信息娛樂、混動等需求出現(xiàn)，

由歐洲發(fā)起48V升級，與12V并存。痛點：補能速度，兩種方案——換電和快充電動車在動力性能、智能化方面超越燃油車，續(xù)航里程也隨著電池能量密度提升、電耗降低而提升到400km以上水平。

但整體仍面臨著能焦慮的問題，燃油車加一次油時間為5分鐘，而目前快充至少要60分鐘。在高峰期充電排隊等候的時

間亦進一步拉長。解決能速度的兩條路線包括換電和快充，換電目前還面臨盈利模式、標準統(tǒng)一等挑戰(zhàn)

。目前車企更多選擇快充路線，一方面快充與CTC趨勢一致，另一方面技術升級路徑清晰?？斐洌焊鶕?jù)P=UI，提升快充功率有2種方案：提升U，代表是保時捷的800V方案，350A電流，實現(xiàn)300kW充電功率；提升I，特斯拉超級快充方案，對熱管理有巨大挑戰(zhàn)，600A電流，實現(xiàn)250kW充電功率；為什么至少是800V？——為了向上兼容電池容量大的高端車電池充電速度以電流倍率（C）衡量。實際應用中的限制條件是：1）充電槍有最大充電電流限制，2）不同EV有不同的

電池容量，均要實現(xiàn)相當?shù)目斐鋾r間做一個簡單的算術：假設忽略電池包內(nèi)部電芯連接方式，容量75/100kWh的電池包，要求同樣要實現(xiàn)7.5min充滿

（<4min30%-80%SOC），即4C的最高倍率，最大電流為500A充電槍下，根據(jù)容量=電流*電壓*充電時間，

75/100kWh電池包母線電壓將達到600/800V因此，為了向上兼容電池容量大高端車快充性能，在設計之初就將整車電壓水平定在800V，電池包內(nèi)部電芯亦以800V為

標準設計串并聯(lián)拓撲，最后確定電芯容量。400V升級800V還有何益處？高壓線束規(guī)格下降，用量減少，降本減重

，在電壓翻倍、充電功率增幅不翻倍的情形下，串聯(lián)增加，高

壓線束電流變小SiC逆變器使得電源頻率增加，電機轉(zhuǎn)速增加，相同功率下轉(zhuǎn)

矩減小，體積減小，電機電壓翻倍，相同功率下電流減半，因此銅線細（但匝數(shù)

增加，因此用銅量未減?。娏髅芏刃?，轉(zhuǎn)矩變小，若需提升功率，額定電流僅需從400V電機額定電流的一半開

始增加。2.整車：會戰(zhàn)高端化，800V車樁并舉第一階段：車端800V系統(tǒng)開始應用保時捷Taycan的TurboS引領800V浪潮，自主品牌、海外合資以及造車新勢力，紛紛跟進布局800V。第二階段：800V車樁并舉，成為品牌升級的標配廣州車展各車企會戰(zhàn)高端化，消費者對電車接受度迎來清晰拐點，未來兩年料將是做品牌向上最好的階段。高端車比短處，低端車比長處。各家高端化升級過程中堆配置，補能是各車企共同面臨的痛點，長期看快充料將成為標

配。另外，快速補能對低端車亦是剛需，在換電路線發(fā)展速度比較慢的前提下，快充具備下沉潛力?？斐涞耐耆w驗，需要車樁兩端同時配合。短期來看，800V快充樁普及速度有限，因此車企選擇在車樁兩端同時推廣

800V（小鵬、嵐圖等），亦有例如華為的零部件供應商提供完整的快充解決方案。800V高電壓平臺難在哪里？——技術+基礎設施共同推進800V高電壓平臺面臨多個難點，包括相關元器件的重新開發(fā)，電池模組安全性的提升以及半導體器件路線的改變。3.零部件與元器件：SiC和負極受益最大，其他部件平滑升級電控：800V下SiC性能優(yōu)異，替代Si基功率半導體趨勢明確SiC基功率半導體相比Si基具備更高耐壓等級和開關損耗，以Si-IGBT為例，450V下其耐壓為650V，若汽車電氣架構升

級至800V，考慮開關電壓開關過載等因素，對應功率半導體耐壓等級需達1200V，而高電壓下Si-IGBT的開關/導通損耗

急劇升高，面臨成本上升而能效下降的問題。800V下SiC的耐壓、開關頻率、損耗表現(xiàn)優(yōu)異，是800V趨勢下最大受益元器件。電池：負極快充性能要求提升動力電池快充性能的掣肘在于負極，一方面石墨材料的層狀結(jié)構，導致鋰離子只能從端面進入，導致離子傳輸路徑長；

另一方面石墨電極電位低，高倍率快充下石墨電極極化大，電位容易降到0V以下而析鋰

。

解決方法主要有兩類：石墨改性：表面包覆、混合無定型碳，無定型碳內(nèi)部為高度無序的碳層結(jié)構，可以實現(xiàn)Li+的快速嵌入；硅負極：理論容量高（4200mAh/g，遠大于碳材料的372mAh/g），適合快充的本征原因是嵌鋰電位高——析鋰風險

小——可以容忍更大的充電電流（Si:0.4VvsC:0.1V）。電機：軸承防腐蝕、絕緣要求增加軸電壓的產(chǎn)生：電機控制器供電為變頻電源，含有高次諧波分量，逆變器、定子繞組、機殼形成回路，產(chǎn)生感應電壓，

稱為共模電壓，在此回路上產(chǎn)生高頻電流。由于電磁感應原理，電機軸兩端形成感應電壓，軸電壓，一般來說無法

避免轉(zhuǎn)子、電機軸、軸承形成閉合回路，軸承滾珠與滾道內(nèi)表面為點接觸，若軸電壓過高，容易擊穿油膜后形成回路，軸電

流出現(xiàn)導致軸承腐蝕800V的逆變器應用SiC，導致電壓變化頻率高，軸電流增大，軸承防腐蝕要求增加同時，由于電壓/開關頻率增加，800V電機內(nèi)部的絕緣/EMC防護等級要求提升。高壓直流繼電器：高性能要求驅(qū)動附加值，單車價值量提升需求具有高確定性，800V下產(chǎn)品性能要求提高，附加值提升：高壓直流繼電器作為自動控制開關元件，起到高壓電路控

制和安全保護作用，新能源車對高壓直流繼電器具有剛性需求；800V平臺電壓電流更高、電弧更嚴重，對高壓直流繼電

器耐壓等級、載流能力、滅弧、使用壽命等性能要求提高，產(chǎn)品需要在觸點材料、滅弧技術等多方面改進，附加值提高預計單車價值量將提高40%，乘用車配置數(shù)量以4-5個為主，充電樁多為2個：目前A級車高壓繼電器單車價值量為800元

左右，預計800V電壓平臺單車價值量將提升40%。數(shù)量配置取決于車型類別和電路設計，乘用車多采用主回路2只、快充

回路1-2只、預充回路1只方案；商用車功率更高，配置約4-8；直流充電樁常規(guī)配2只。熔斷器：激勵熔斷器滲透率提高，單車價值量提升具備需求剛性，電路保護要求提高驅(qū)動激勵熔斷器、智能熔斷器等產(chǎn)品創(chuàng)新，價值提升：熔斷器是電路過電流保護器件，

800V要求熔斷器在絕緣、耐壓等級等方面進行改進調(diào)整；新型激勵熔斷器通過接收控制信號激發(fā)保護動作，當前已逐步

應用于新能源汽車，平均售價是傳統(tǒng)電力熔斷器3.6x；智能熔斷器自動檢測回路信號觸發(fā)保護動作，尚處于開發(fā)應用前期預計單車價值量將提升約20%，激勵熔斷器滲透率提高：當前熔斷器單車價值量約200-250元，800V平臺下保守方案采

用熱熔絲和激勵熔絲，激進方案只采用激勵熔絲，隨著激勵熔斷器市場滲透率的不斷提升，預計單車價值量將達到250-

300元。高壓連接器：電流減小降規(guī)格，迎國產(chǎn)替代機遇性能升級，優(yōu)勢廠商優(yōu)勢明顯：作為新能源車高壓電流回路的橋梁，升壓對連接器的可靠性、體積和電氣性能的要求增

加，其在機械性能、電氣性能、環(huán)境性能三方面均將持續(xù)提升。作為中高端產(chǎn)品，電動汽車高壓連接器有較高的技術與工

藝壁壘。傳統(tǒng)燃油車的低壓連接器被海外供應商壟斷。電動車快速增長打開高壓連接器新增量，技術變化要求快速響應，

整車平臺高壓化將進一步提高行業(yè)壁壘，國產(chǎn)供應商迎來國產(chǎn)替代機遇。OBC/DCDC：主動元件升級，短期內(nèi)受益升壓增量高電壓對功率器件提出更高要求，將驅(qū)動OBC/DCDC成本短期內(nèi)攀升：為滿足800v高電壓平臺在體積、輕量、耐壓、耐

高溫等方面帶來的更為嚴苛的要求，OBC/DCDC等功率器件集成化趨勢明顯；同時，預計SiC碳化硅將借助耐高壓、耐高

溫、開關損耗低等優(yōu)勢在功率器件領域進行廣泛應用，驅(qū)動單車OBC/DCDC價值量提高約10%-20%。軟磁合金粉芯：升壓模塊提升用量需求800V體系升級，中短期為了適配現(xiàn)存的400V充電樁，需加裝DCDC升壓模塊，獨立升壓模塊需要額外的電感。單車用量

從原來0.5kg提升至約2.7kg。充電樁：高壓快充比低壓大電流快充