千伏高压架构核心部件产业链情况如何？

SiC、快充电池、PTC、空调等核心部件产业链已齐备。

1) 1200V SiC 器件及模块已达到量产阶段，1700V 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 SiC MOSFET 应用于乘用车主逆变器的 厂商，Model 3 的主逆变器采用了意法半导体生产的 24 个 SiC MOSFET 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 件企业德尔福、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。

当前可提供 SiC MOS 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，形成了平面栅 SiC MOS 系列产品，电压等级包括 650V、900V、1000V、1200V 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，形成了半沟槽栅 SiC MOS 系列产品，电 压等级包括 650V、1200V 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 SiC MOS 系列产品， 电压等级包括 650V、1200V 和 1700V。此外，传统功率半 导体厂商 ST、Onsemi、富士、东芝等厂商均推出 SiC MOS 产品，电压等级也包括 650V、1200V 和 1700V。在车规器 件层面，1200V 的 SiC MOS 已成为当前应用主力，1700V 产品在需求端尚不强烈，主要厂家尚无可规模化量产产品。

国内 SiC MOS 器件与国外几乎同步启动研究，但受 制于 SiC 材料技术和制备装备技术不太成熟，近年来 SiC MOS 器件研究技术才有一定进步，但推向产品应用还有 待可靠性提升和系统验证。目前碳化硅基功率器件市占率 约 5%，行业仍处于发展的早期，相关技术选型、工艺路 线、客户绑定以及电动车格局等远未定型，也给国内企业 留下了足够的空间和时间。

当前 SiC 市场主流产品仍以分立器件为主，随着车企 及零部件企业的规模化布局，SiC 模块的市场份额正在迅 速增长。相比硅器件，SiC 器件的电流密度大，击穿场强 高，在封装技术层面有较大挑战。行业通过在引线、互 连、钝化等方面采用银烧结、Clip 等先进技术通过实现快 速开关、降低热阻与提高可靠性。从各厂家布局情况看， 1200V 的 SiC 模块已成为当前的主流成熟产品，可以较好 满足 800V 电压平台的批量应用。

单纯从部件成本层看，当前 SiC 功率器件是 IGBT 的 2 倍左右。但从整车层面分析，使用 SiC 器件可提升整车 NEDC 效率 3% 左右，对于一个配置 100kWh 电池的高端 车，3% 的效率提升可以减少 2-3kWh 的配置电量，整车 节省成本 2000 元左右。从行业实践情况来看，对于电池 配置在 70kWh 以上的车型中，使用 SiC 器件较为经济。主 要车企及零部件企业高压 SiC 逆变器的进展迅速，2023 年 将会是量产爆发期。未来，随着产能扩张摊薄固定成本、 技术进步提高良率，预计成本将继续快速下降，其性价比 拐点有望在 2022-2023 年到来，应用 SiC 的车型将由当前 的高端车型逐步向经济型车型延伸。同时快充技术的不断 演进，适应 1000V 电压平台的 1700V SiC MOS 器件和模 块将逐步量产化应用。

2) 2C-4C 的快充电池已具备产业化条件，6C 电池 已开始小批量产。 续航里程焦虑是困扰电动汽车发展的主要因素之一， 提高电池能量密度和快充能力是解决电动车里程焦虑的两 大途径，而电池充电速度和能量密度是一对相互制约的指 标。常规磷酸铁锂或三元电池，在保持高能量密度的情况 下，充电倍率基本在 0.5C-1.5C 之间，进一步提高充电倍 率往往带来寿命衰退和安全风险。

电池快充的主要瓶颈是负极对锂离子的快速接收能 力。为兼顾成本、能量密度和快充性能，电池行业主要有 两条技术演进路径。一是在钛酸锂负极及其改性材料，但是钛酸锂电池能量密度非常低（不到 100Wh/kg），且电 池价格昂贵。二是在传统三元 / 磷酸铁锂和石墨体系基础 上，通过对石墨负极进行改性，例如宁德时代的“快离子 环”和正极“超电子网”包覆技术，同时采用低粘度电解 液溶剂、高孔隙隔膜、多极耳结构等特殊设计，在保证高 能量密度（三元 270Wh/kg、磷酸铁锂 190Wh/kg）的前 提下，充电倍率得到大幅提升（三元 4C、磷酸铁锂 8C）， 通过充分识别电池“健康充电区间”，确保了电池寿命和 安全。宁德时代的快充型动力电池，经过 2500 次（三元） 或 10000 次（磷酸铁锂）的充放电循环后，仍然能够具有 80% 的容量保持率，同时也通过了严苛的滥用测试，例如 挤压、跌落、冲击、加热等，无论是从设计、性能等各方 面，都已经具备产业化推广条件。

早在 2016 年，宁德时代在商用车快充领域就已经推 出了充电倍率达到 5C 的磷酸铁锂快充电池，并已经实现 产业化。在乘用车快充领域，宁德时代从 2016 年开始研 发和布局三元锂离子快充电池，充电倍率可以达到 4C，并 在 2018 年实现示范应用，后续陆续量产了 1.6C、2.2C 等 满足不同应用场景的快充电池。目前，宁德时代的 2.2C 三 元快充锂离子电池，能量密度可以达到 260Wh/kg 以上， 循环次数达到 2500 次以上 ；同时，超高能量密度的 4C 快 充电池（250Wh/kg）也已经具备产业化条件。

广汽发布的超倍速 6C 快充电池技术，其系统最大电 压可达 800V，最大充电电流超过 500A。6C 高倍率快速充 电可以实现 0%-80% 电量充电时间 8min，30%-80% 电量充电时间 5min，车辆常温 6C 快充循环可达 100 万公里。 该 6C 超级快充电池已在车型 AiON V 上搭载并在 2021 年 9 月份实现量产。

国轩在 2018 年开始布局具备快充能力的能量型电 池，并已经实现 2-3C 电池的产业化。目前开发的超级快 充能量型三元电池，通过柔性大模组设计，提升整包空 间利用率，实现整车超长续航的同时匹配 800V 高压系统 及 350kW 充电桩，可在用户端实现“充电 5min，续航 250km”的超级快充体验。

同时，在 800V 及以上的高压平台架构中，电池串联 数量增加，若电池之间有差异性，电池使用将寿命受到影 响。因此，对电芯生产工艺和一致性的要求均有提升。