3.2、 800V 高压快充解决补能焦虑,产业链玩家迎来发展良机
3.2.1、 材料环节:800V 平台推动 SiC 正加速替代 IGBT,未来增长空间大
800V 高压平台下,SiC 材料应用成为必由之路。在高电压平台中,电机逆变器是关
键所在,目前市场主流的 400V 高压平台采用传统的硅基 IGBT 作为核心,耐压等级
区间在 600-750V,与厂商所希望的 800V 无法形成匹配,因此为了适应更高的电压
平台,SiC 逐步走向台前。据集邦咨询数据,全球 SiC 功率市场规模至 2025 年将达
33.9 亿美元(约合人民币 216.4 亿元),年复合成长率达 38%,其中前三大应用占比
将分别为新能源车 61%、光伏及储能 13%、充电桩 9%。SiC 功率器件不仅在耐压和
损耗水平上满足 800V 以及更高电压平台的需求,对比硅基器件还具备其他方面的
优势:(
1)SiC 耐热性和耐压性能好,工作温度理论上可达 600℃以上,远高于 Si 基
器件,耐压能力亦远高于同等 Si 基器件,可承受更加极端的工作环境;(
2)效率有
显著提升,据英飞凌数据,主逆变器中采用碳化硅相比硅基 IGBT 将实现 5%的效率
提升,让整车提升续航里程或减少电池配置;(
3)碳化硅具有更高的功率密度和热导
率,同等功率下的器件体积更加小巧。综合而言,碳化硅器件本身的成本虽然较硅基
器件高,但能带来的效率提升,配套器件成本降低,整体而言实现整车的降本增效。
3.2.2、 零部件环节:800V 平台下高压系统部件都需升级,相关产业链有望充分受益
高压零部件及元器件需提升耐压等级至 800V,产业链环节迎来发展良机。在 800V
高压平台下,系统部件所采用的相关元器件和材料需要将电压等级提升到 800V 以
上,电池系统、电驱动系统、PTC 加热器、空调压缩机、车载充电机等都需重新选型。与此相关的连接器、继电器、保险丝、电容、电阻、电感及功率半导体等供应链有望充分受益。随着产业链趋于成熟,产品将进一步在车型中普及,产业链玩家迎来
发展良机。
连接器由低压走向高压,产业升级迎来广阔空间。传统燃油车连接器以低压连接器
为主,市场由海外厂商主导。进入新能源车时代,美国三大主机厂联合主导的线束连
接组织 EWCAP 在 2008 年更新了 SAE-USCAR 2,将连接器电压等级从原有的 20V
提升到了 600V,揭开了高压连接器快速发展的序幕。如今,新能源车电压平台由 400V
升级到 800V,单车高压连接器用量增大,可靠性、安全性要求更高,绝缘、防护要
求同步提升,所以单车高压连接器价值量有所提高。随着 800V 高压平台加速渗透,
高压连接器总用量预计呈快速上涨态势,市场规模也将迎来量价齐升关键节点。
高压直流继电器为 800V 平台刚性需求,价值量有望提升。高压直流继电器主要由线
圈、衔铁、触点、灭弧室、弹簧、外壳等部位组成, 具备耐高压、耐负载、抗冲击、
灭弧能力强和分断能力强的基本功能,广泛应用于新能源发电、新能源汽车等领域。
据知化汽车的数据,在 800V 平台下,电弧在空气中最大的拉弧长度较 400V 平台将
翻倍;在 30 mΩ短路的情况下,400V 平台在断开过程可产生 1.2 MW 的功率输出,
而 800V 平台则将达到 5MW。因此,800V 平台对高压直流继电器的绝缘、灭弧、分
断能力提出了更高的要求。此外,根据车型、性能等不同,据头豹研究院统计,每辆
新能源汽车可配置 4-8 只高压直流继电器。在新增的 DC-DC 模块中,开关可能通过
高压直流继电器来实现,从而增加使用个数。随着高压直流继电器单车价值量和使
用量的增加,市场价值量有望提升。
薄膜电容凭借优异性能,充分享受 800V 平台快速发展红利。金属化膜以及膜上金属
分割技术的出现,使得薄膜电容器的体积与成本越来越小,从而薄膜电容替代铝电
解电容成为新能源汽车直流支撑电容的首选。相比于铝电解电容,薄膜电容的主要
优势在于耐过压性能好、使用温度范围广、高频特性好、无极性、低 ESR 和 ESL 等。
薄膜电容在新能源汽车应用领域为车载充电机(OBC),作用于 EMI 滤波、DC-LINK、
输出滤波与谐振腔等诸多方面。在 800V 高压平台时代,由于薄膜电容具有自愈特性,
抗浪涌电压能力大于 1.5 的额定电压以及电容采用分隔膜技术,理论上不会出现短路
击穿现象,大大提高了安全性,所以薄膜电容的使用量将随着电动车电压提高而增
加,预计单车薄膜电容价格也将进一步提升,带动市场空间扩容。此外,在竞争格局
上,日系和欧美企业仍占主导地位,主要厂商包括日本松下、台湾国巨集团旗下美商
基美、日本尼吉康、日本 TDK 等;国内企业也在积极抢占电动车薄膜电容市场,例
如法拉电子薄膜电容产品已切入比亚迪、蔚来、理想、小鹏等公司的供应链。
电路保护要求逐步提升,激励熔断器加速渗透。熔断器是指当电流超过规定值时,
以本身产生的热量使熔体熔断,断开电路的一种电器。随着各厂商新能源车 800V 平
台的陆续落地,对电路保护的要求逐步提高。传统电力熔断器无法根据保护要求调
整,而激励熔断器可以通过接收控制信号激发保护动作,从而主动切断电流保护电
子系统以及人身安全。此外,激励熔断器还具备反应时间短、功耗更低等特点。目前
激励熔断器已逐步应用于包括宝马、戴姆勒、特斯拉在内的各大车企。由于激励熔断
器价格远高于传统电力熔断器,因此,随着吉利熔断器渗透率的提升,单车熔断器价
值量有望上升。
OBC/DC-DC 等电源系统模块,价格提升市场扩容。800V 平台下电源模块相关的
OBC/DC-DC 组件将需要面临更严苛的要求,工作电压提升带来成本的显著提高,同
时碳化硅器件也将在模块中大量使用,进一步提升产品模块的价值量。此外为了让
800V 的平台能够在日常 400V 充电桩中使用,车上还需要新增升压模块以满足充电
需求,整体带来电源模块较为广阔的发展机会。