充电桩市场有爆发的趋势，8月份同比增长66.4%，1-8月国内公共充电基础设施增量同比上涨322.3%。
而对于碳化硅来说，大好消息是，800V充电设施建设已经拉开序幕，保时捷、奥迪、玛莎拉蒂、阿斯顿马丁、Fiker、起亚、现代、吉利、东风、广汽的车型都已经支持800V架构。
江苏新增碳化硅项目，湖南、河北也在发力
9月17日，江苏省灌南县科技局官网显示，连云港灌源科技有限公司引进的“基于碳化硅功率器件的电动汽车间应急快速充电装置研究”项目，获得了江苏省科技厅立项支持。
据介绍，该项目主要采用高频碳化硅器件与变频控制软开关策略，大幅提高效率和功率密度，降低成本。
除了江苏外，湖南、河北、湖南、北京都有碳化硅充电桩项目。
▲9月10日，湖南钛芯电子科技有限公司宣布与湖南开福区政府签订总投资金额达60亿人民币的投资协议。
▲今年3月，中电13所子公司同辉电子的“碳化硅充电桩研发及产业化”项目成功备案。
▲2018年，许继电源牵头申报的“基于碳化硅器件的高性能充电系统产品研制与示范”项目入选科技部国家重点研发计划专项。
▲2017年5月，我国首个碳化硅（SiC）新型充电桩示范工程正式启动，北京华商、泰科天润、许继电源、青岛特锐德、中兴通讯等企业参与其中。
据不完全统计，1-9月国内有9个碳化硅衬底项目封顶、投产，同时天岳、天科、Wolfspeed等众多国内外企业都纷纷大幅扩产。行业人士认为，碳化硅衬底产能瓶颈将被突破。
据广州南沙产业园管理局消息，9月18日，南砂晶圆的碳化硅项目1#、2#、3#、4#厂房主体结构全面封顶。据广州南沙政府公开消息，南砂晶圆成立于2018年9月21日，2018年11月南砂晶圆就已经在南沙区租用厂房并开始进行中试，于2019年11月已正式全面投产。为了扩大晶体生长和加工规模，并增加外延片加工生产线，2020年7月8日，南砂晶圆碳化硅单晶材料与晶片生产项目正式开工。据悉，该项目总投资9亿元，将建设科研办公综合楼、半导体厂房，使业务从晶体生长、衬底加工延伸到外延加工环节，达产后年产各类衬底片和外延片共20万片。
根据新鲜发布的《2021第三代半导体调研白皮书》，今年1月至今，加上南砂晶圆，国内已有9个碳化硅衬底项目封顶、试产或投产。
与此同时，山东天岳、天科合达、同光晶体和天达晶阳等众多国内企业还在继续扩产。截止8月，全国公开报道的第三代半导体项目合计超过161个，其中102个碳化硅项目，总投资额超过1227亿人民币。不仅如此，国外碳化硅企业也在扩产，比如罗姆、意法半导体、贰陆、SK集团、安森美今年都有较大的扩充动作，而Wolfspeed投资10亿建设的工厂，预计2022年初将投产，这将进一步丰富碳化硅衬底的产能，缓解供应不足问题。在“SiC与GaN功率器件技术与应用分析大会”，芯聚能副总裁刘军认为，目前碳化硅衬底供应开始严重不足，但是他预计衬底难题将会率先得到突破，事实上衬底的价格已经开始下降。
根据《2021第三代半导体调研白皮书》，目前碳化硅衬底约占器件总成本的一半左右，与硅衬底相比，在生长速度、晶圆尺寸和厚度等方面都存在技术瓶颈。
可喜的是，全球碳化硅产业已经涌现了许多的高新技术，液相法、8英寸衬底、切磨抛工艺等技术实现突破，有望进一步高产量和生产速度，最终帮助降低衬底价格。
保时捷、奥迪、玛莎拉蒂...都在推，800V充电桩大幅拉动碳化硅需求？
据许继电气股份有限公司总工程师陈天锦介绍，目前充电站平均效率为85-90%，直接影响了用户充电成本和投资收益，制约了产业发展。
根据《第三代半导体调研白皮书》，为提高系统效率，碳化硅器件在充电桩的领域的渗透率逐年升高。2019年时英飞凌表示，他们的碳化硅器件在充电桩领域的市占率高达50%，目前国内SiC器件的可靠性已满足高性能充电模块的应用要求，国产碳化硅器件的使用率也越来越高，某企业的出货量也达到300万颗以上。
不过，由于充电桩市场竞争激烈、产品单价下滑，因此尽管碳化硅优势明显，但出于成本考虑，目前只有碳化硅二极管的应用较为普遍，全碳化硅模块仅限于800V架构的高性能充电桩。
据行业专家介绍，由于硅基整流二极管开关状态下的损耗比较大，SiC二极管进行替代，再搭配硅基IGBT器件，这样可以大大地提高维也纳PFC整流电路效率，整体效率可以提升0.5%左右。
在2021PCIMAsia展会期间，飞锃半导体、赛米控等企业表示，全碳化硅的应用也在兴起，因为缩短充电时间已经成为了新能源汽车发展的最大痛点，随着这种需求的不断发展，800V充电架构将成为“常态”。
据了解，目前保时捷、奥迪、玛莎拉蒂、阿斯顿马丁和Fiker等豪车品牌都在布局800V系统。
2021上海车展上，起亚EV6全系车型支持400V和800V充电，现代IONIQ5最新800V高电压平台支持高达350kW的超大功率充电，吉利浩瀚架构下首款车型采用800V高压系统，东风旗下岚图汽车宣布研发基于超高压平台的超级快充技术。
8月30日，广汽埃安发布了A480超级充电桩，电压可达880V，最高充电功率为480kW。预计到2025年，广汽埃安的超充站数量将达到2000个。
电源供应商方面，从2020年底，特来电新增的充电设备电压平台已提升到950～1000V，优优绿能、华为、英飞源、永联等陆续发布了充电范围至1000V的充电模块。
据介绍，20kW全碳化硅充电模块的前级AC/DC采用三相PWM整流电路，1200V/40mΩ器件并联，开关频率35kHz，后级DC/DC采用两电平交错并联LLC电路，开关频率120kHz~300kHz，峰值效率97.3%，满载效率96.7%。
增量同比上涨322.3%，电桩市场继续井喷？
根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟9月10日发布的数据，2021年8月比2021年7月公共充电桩增加3.44万台，8月同比增长66.4%。
中国充电基础设施促进联盟发布的最新数据显示，2021年1-8月，国内充电基础设施增量为42.4万台，公共充电基础设施增量同比上涨322.3%。
接下来，国内充电桩还有继续爆发的趋势，因为各地政府已经将充电桩纳入“新基建”范畴，比如四川2025年要达到25万个新能源汽车充电桩，江苏要求各类快速充电终端从2020年的9万个到2025年提高到30万个。
此外，车企也在推动充电桩项目的建设。
▲8月20日，特斯拉在中国的充电桩生产项目正式竣工，调试期为8月21日至9月25日，预计验收期限为9月26日至10月30日。该项目将年产量一万根超级充电桩，最大充电功率可达250KW。
▲2020年4月7日，大众汽车集团零部件公司与上海度普新能源科技有限公司共同投资的灵活储能快充桩项目落户苏州，该项目总投资1.1亿欧元，合资公司将在吴中开发区先期租用1万平方米厂房建立研发及生产基地，后续将购置104亩工业用地扩大投资和生产规模。
为什么要推高电压平台？难点在哪里
所以这个频繁出现的800V电压平台是什么？现阶段纯电动车型又都是多少电压平台？高电压平台又能给普通消费者带来什么？它的难点在哪？
800V高压平台出现之前，整个行业都处于什么水平？为此小编找到了市面上在售相对比较火的几款纯电动车型。通过车辆铭牌可以看到，绝大部分纯电动车型的动力电池系统额定电压都在400V左右。
而通常允许使用的电压范围上限为系统额定电压的115%~120%，也就是说在动力电池系统额定电压之下还可以上下浮动。
所以，你可以看到像奥迪e-tron的动力电池额定电压是396V，在我们使用第三方150kW的直流快充桩充电时，它的充电电压最高去到451.9V，峰值电流去到248A（这两个数据不是共存）。
奥迪e-tron使用150kW充电桩时电压达到451.9V
除此之外，也有像比亚迪唐EV的这种动力电池系统额定电压在633.6V的。所以，比亚迪唐EV是具有升压快充功能的，把电压提高来实现更快的充电功率。
所以可以看到，那些动力电池系统额定电压在400V左右的纯电动车型，在充电时电压基本都在500V以内。所以你会发现绝大部分纯电动车型30%-80%的充电时间基本都在30分钟左右。
为什么还要推高电压平台？这就回到了最初的问题。续航、充电一直是纯电动车型的两大痛点，这两年整个纯电动汽车行业在发展智能化的同时，续航和充电也没有落下。
所以，你可以看到现阶段纯电动车型的续航已经得到了比较明显的提升，从当初的200km左右的续航已经提升到了现在最大NEDC700+续航了，但在这种续航水平之下，充电同样是一大问题。
提高充电速度是目前解决的途径之一，充电速度的提升可以简单的理解为充电功率的提升，也就是P=UI中的P。所以想要提升充电功率，保持电压或电流其中一项不变，提高电压或电流即可提高充电功率。
而这个电压和电流的提升和国内充电桩规格要求有关。目前，市面上我们常见的第三方充电桩大多是60kW、120kW和180kW的充电桩。对应的额定电压有500V和750V不同的规格，但对应的电流更多的是最大250A。
因此，越来越多的车企在纯电专属平台是采用更高的电压平台，也就是现在的保时捷Taycan上面采用的800V电压平台，因此Taycan的理论充电峰值功率是可以做到270kW的。
所以简单直接的来说，高电压平台的推出就是为了提高整车端充电效率，实现整车端快速补能。
那么，800V高电压平台难点在哪？
这样看整车端的高电压平台肯定是有比较大优势的，那在这样优势之下为什么还不大面积普及，即使现阶段充电端还不能很好的满足整车端的高压平台，但未来肯定会满足。
所以整车端高电压平台还没大批量上车的原因是什么？或者说整车端高电压平台的难点在哪？
1、配套零部件要跟上
首先，电压平台的升高意味着全车所有电子电气架构都要基于高电压平台开发，而目前大部分的三电系统包括车载充电机、空调压缩机等涉及到的零部件都不是基于高电压平台所开发的。
因此高电压平台的推出就意味着所以原有的很多元器件都要重新开发、设计，从而来匹配高电压平台。
同时，这些元器件的开发就涉及到了供应商参与问题，要知道车企开发一辆新车的时候并不是所有的东西都是自己在做，会把一部分需求交给供应商，而这些供应商在收到需求的时候愿不愿意做，能不能做也是取决于供应商的。
所以当配套的供应商做出了高电压平台的配套后，那未来高电压平台的上车速度肯定会越来越快。
2、保证电池稳定及安全性维度
其次，高电压平台的推出对电池模组来说也是一种考验，目前400V左右电压平台在车辆充电的时候更多的都是1C（不严谨的说80kWh电池包它的充电功率在80kW那就是1C）左右的充电倍率，基于800V电压平台可能会做到3C左右甚至更高的充电倍率。
高充电倍率的实现意味着电压和电流的增大，这对于锂电池来说持续的大功率充电在一定程度上会影响电池内部的稳定性，从而可能会带来衰减、起火等不利因素。因此，即使是保时捷Taycan也只是在顶配的TurboS是支持800V电压平台。
所以如何确保电池模组在持续的高电压和大电流之下保证电池的安全性是一个问题，包括对电池热管理系统的降温等等。
3、成本维度
最后就是半导体器件，在500V电压平台上我们常用的是IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)全称“绝缘栅双极型晶体管”是一种大功率的电力电子器件，主要用于变频器逆变和其他逆变电路，将直流电压逆变成频率可调的交流电，俗称电力电子装置的“CPU”。
对于电动车而言，IGBT是直接控制驱动系统直、交流电的转换，同时对交流电机进行变频控制，决定了车辆的扭矩和最大输出功率等。但IGBT并不适应于800V高电压平台，更多的是750V及以下电压平台。
不过，碳化硅材料的出现在一定程度上解决了这一问题，包括保时捷采用的高电压逆变器，其中元器件就采用了碳化硅材料，与传统的硅基芯片相比使用碳化硅材料的热损耗只有原来的50%左右，而传导率高达98.5%。
但碳化硅材料的应用有一个问题就是成本相对较高，目前整车端高电压平台使用碳化硅材料的有比亚迪汉EV性能版和保时捷Taycan，而Model3虽然也应用了碳化硅材料，但它的快充采用的是液冷大电流方案。因此，碳化硅材料暂时还未做到大规模的普及上车。
所以你能看到在接下来车企推出的纯电专属平台架构下一定是最高支持800V或更高电压平台，但一定也会有400V这样的平台，这主要的原因就是成本区分，更好的面对不同的市场。
有了800V高电压平台就稳了？
所以看到这里你是不是会觉得，只要解决上面的难点后“纯电动车型拥有高电压平台后就能实现三分钟快速补能”？答案并不是。
因为高电压平台实现的只是整车端快充，在整车端支持快充的基础上还要匹配同等的充电端电压。也就是整车端和充电端都要支持高电压平台，这样才能真正意义上的实现超级充电。
简单的总结就是“一个食量很大的食客必须匹配一个可以快速出餐的厨子”。
目前，国内使用的依然是2015年发布的国标充电协议，整个国内充电桩市场更多的还是60kW、120kW的充电桩，因此现阶段即使有整车端高电压平台也很难有高电压充电端去匹配。
所以，想要实现快充的同时还需要在充电端做出升级。
从目前的发展来看，充电端的升级也在逐步升级，当初2018年和2019年新出行在崇礼做冬季大测试的时候遇到的还都是60kW的充电桩，到了2020年再去的时候已经是120kW的桩了，但距离200kW或者240kW还是有点距离。
因此，保时捷为全球第一个量产800V电压平台的保时捷TaycanTuoboS单独配了一个厨子，也就是保时捷专属的超级充电站。
所以Taycan只有在保时捷的专属超级充电站才能实现超级快充。
此文来自于充电桩视界
