800V系統(tǒng)的案例
800V高壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)力和系統(tǒng)架構(gòu)分析——為什么是800V高壓系統(tǒng)？
但“長途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當(dāng)下新能源汽車消費(fèi)者兩大痛點(diǎn)，為了延長續(xù)航里程，各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術(shù)方案，并且提供快充方案能有效的解決充電及續(xù)航焦慮，新能源汽車800V高壓系統(tǒng)技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。
什么是
800V高壓系統(tǒng)?
800V高壓系統(tǒng)的稱呼源自于整車電氣角度。當(dāng)前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，籠統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)；而伴隨著快充應(yīng)用，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550-930V，取中間值800V，可籠統(tǒng)稱之為800V系統(tǒng)。
800V高壓系統(tǒng)的典型特征在于電壓平臺(tái)。快充技術(shù)的核心在于提高整車充電功率，要提高整車充電功率，技術(shù)手段上要么加大充電流要么提高充電電壓，充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發(fā)熱量以及更多附屬設(shè)備瓶頸，而充電電壓提升則有更大的設(shè)計(jì)自由度，這直接推動(dòng)了400V電壓平臺(tái)向800V電壓平臺(tái)轉(zhuǎn)換。
800V高壓系統(tǒng)長什么樣，什么性能？我們可以從已經(jīng)批產(chǎn)的幾款800V電動(dòng)汽車中一窺真容。
2019 年 4 月保時(shí)捷 Taycan Turbo S 全球首發(fā)，800V全球首款純電動(dòng)車型誕生。性能上，最大充電功率可達(dá)320kW即一般120kW快充樁的2~3倍；高壓動(dòng)力電池，前驅(qū)動(dòng)電機(jī)，后驅(qū)動(dòng)電機(jī)，車載充電機(jī)和PTC部件均采用了800V電壓平臺(tái)。
2020 年 12 月 2 日，現(xiàn)代汽車集團(tuán)全球首發(fā)了全新電動(dòng)汽車專用平臺(tái) “E-GMP”, 該平臺(tái)同樣可以實(shí)現(xiàn)800V功能。
展開 800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)詳細(xì)解析 800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù)詳解
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（Vitesco Technologies的前身大陸集團(tuán)動(dòng)力總成事業(yè)群是全球領(lǐng)先的開發(fā)商和制造商，致力于為可持續(xù)出行提供先進(jìn)的動(dòng)力總成技術(shù)。）
本文想從Vitesco發(fā)布的800V電驅(qū)動(dòng)技術(shù)---800V電橋系統(tǒng)應(yīng)用帶來的系統(tǒng)效率提升開始，看看800V應(yīng)用帶來的機(jī)會(huì)和挑戰(zhàn)。
前言
交通運(yùn)輸行業(yè)的全球電氣化需要開發(fā)高效且具有成本效益的電氣化動(dòng)力系統(tǒng)解決方案。牽引系統(tǒng)中 800 V 的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了快速充電的優(yōu)勢(shì)，并可以減少導(dǎo)體的橫截面積以降低重量和成本。
由于電池仍然是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的最主要成本構(gòu)成，因此以最高效的方式使用電池提供的能量是很重要的，從電能到機(jī)械能的轉(zhuǎn)換效率即電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率就顯得及其重要。
展開 【熱點(diǎn)】純電動(dòng)汽車800V是蛻變？還是嘩眾取寵？800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)詳細(xì)解析！
采用碳化硅技術(shù)可以降低800V電機(jī)的諧波損耗。
圖9
4.2 800V電機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)
眾所周知，變頻供電的電機(jī)比由恒定頻率的正弦波供電的恒速運(yùn)行的電機(jī)應(yīng)力更大。圖10顯示了快速開關(guān)逆變器對(duì)電機(jī)造成的額外影響。800 V SiC技術(shù)的應(yīng)用需要更仔細(xì)地觀察電機(jī)的絕緣系統(tǒng)和軸電流。
雖然逆變器提供的上升時(shí)間很短的高頻電壓脈沖為高效系統(tǒng)創(chuàng)造了基礎(chǔ)，但這些脈沖增加了對(duì)電機(jī)的壓力。特別是在高輸出功率時(shí)，可以觀察到最高的壓擺率。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是在低諧波損耗和由于高開關(guān)頻率和壓擺率而增加的絕緣系統(tǒng)要求和電機(jī)的使用壽命之間找到適當(dāng)?shù)钠胶狻＿@兩個(gè)方面的最佳平衡對(duì)碳化硅牽引系統(tǒng)的設(shè)計(jì)具有重要意義。
電機(jī)的絕緣系統(tǒng)必須承受過沖電壓，這是由于800V的電壓水平與高開關(guān)頻率和dv/dt的結(jié)合而產(chǎn)生的。
這些系統(tǒng)的測(cè)試電壓也會(huì)增加。電機(jī)和逆變器輸出端子之間的電纜長度必須設(shè)計(jì)得盡可能短，以防止由于反射電壓波而產(chǎn)生額外的電壓過沖。
圖10中的反射系數(shù) r 和電機(jī)阻抗 Z 說明了這一方面的問題。通過選擇最佳 dv/dt 以及最佳上升時(shí)間，應(yīng)考慮臨界電纜長度與上升時(shí)間直接相關(guān)。由于這種關(guān)系，電壓上升時(shí)間不能按需要選擇得那么高。這意味著要開發(fā) EMR4 的 800 V平臺(tái)，必須研究絕緣系統(tǒng)的行為和使用壽命。
展開 Polestar丨475kW-800V高壓系統(tǒng)
據(jù)相關(guān)媒體報(bào)道，Polestar （極星）正在開發(fā)具有 800 V系統(tǒng)的新型電動(dòng)機(jī)和電池組。由 Polestar 獨(dú)家使用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可能會(huì)在 Polestar 5 上首次亮相。
polestar-p10構(gòu)架
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800V電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)詳細(xì)解析（第二期）
因此，電機(jī)和逆變器分析都顯示了向 800-V 動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)展的前景。
800V SiC市占率將沖15%？
800V充電架構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)更快的充電、更長續(xù)航，保時(shí)捷、奧迪、起亞、現(xiàn)代、小鵬等眾多車企都已推出相關(guān)車型。最近，理想汽車和特斯拉也表示正在研發(fā)800V系統(tǒng)。
800V和碳化硅是“絕配”，已有碳化硅企業(yè)獲得超過70億的相關(guān)訂單。800V系統(tǒng)對(duì)碳化硅的拉動(dòng)有多大？還存在哪些問題需要解決？今天我們就來聊聊這個(gè)話題。
理想自研850V+SiC電驅(qū)
特拉斯高端車型或轉(zhuǎn)800V
據(jù)汽車媒體4月20日?qǐng)?bào)道，理想汽車副總裁孫廣敏在中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇發(fā)表演講，他重點(diǎn)談到理想超級(jí)快充技術(shù)和碳化硅電驅(qū)方面的布局。
孫廣敏表示，理想正在自研480千瓦級(jí)別的超充平臺(tái)，其中包括整車850V以上的變壓平臺(tái)，以及基于碳化硅的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等。
他還透露，理想汽車計(jì)劃到2025年，在全國建成超過3000個(gè)超級(jí)快充站，同時(shí)覆蓋國家級(jí)高速公路快充網(wǎng)絡(luò)90%的里程。
同一天，特斯拉發(fā)布了2022年第一季度財(cái)報(bào)，在電話會(huì)議上，特斯拉也釋放了采用800V架構(gòu)的可能性。
特斯拉能源工程動(dòng)力總成高級(jí)副總裁Drew Baglino表示，鑒于競(jìng)爭對(duì)手保時(shí)捷Taycan、奧迪e-tron GT、起亞EV6、現(xiàn)代Ioniq 5等車型均采用了800V的架構(gòu)，Lucid Air則采用了900V電壓，因此特斯拉也確實(shí)在開發(fā)800伏系統(tǒng)。
展開 800V高壓架構(gòu)或?qū)⒊蔀橄乱淮妱?dòng)汽車主流平臺(tái)
○提高電壓：
由于上述電流的增大是有極限的，目前極限的電流一般定義為500A，所能達(dá)到的功率大約200kW（特斯拉在400V設(shè)計(jì)了600A以上的作為嘗試），增加電壓把400V系統(tǒng)切換成800V就是成為一個(gè)選擇。這個(gè)對(duì)于所有的用電部件，都是一個(gè)系統(tǒng)性的提升。里面核心的開關(guān)器件還有其他的部分都有了變化。
▲圖2.400V體系下快充的迭代路徑
▲圖3.800V快充的路徑
●高壓快充架構(gòu)
對(duì)于當(dāng)前的車輛升級(jí)來看，很重要的是保持原有的系統(tǒng)不變的情況下，來提升快充的體驗(yàn)。從400V到800V會(huì)有很大的改變，所以短期內(nèi)圍繞400V來進(jìn)行功率升級(jí)是一個(gè)選擇。當(dāng)電流越大時(shí)，要想以相同的電壓水平傳輸功率而不會(huì)過熱，所需的電纜橫截面積就越大。
目前主要的高功率設(shè)計(jì)，目標(biāo)是200kW，也就是持續(xù)5分鐘左右的500A電流，為了匹配這個(gè)電流，需要增大車內(nèi)充電插座、充電插座到電池包的高壓線纜、快充接觸器和主正主負(fù)接觸器、主熔絲、模組接線排、電芯內(nèi)部接線排的載流能力。
但是從長期來看，要實(shí)現(xiàn)5~10min快速充電，打造和加油一樣的充電體驗(yàn)，需要400kW以上的充電功率，則整車電壓平臺(tái)必然要向800V及以上進(jìn)行演進(jìn)。而且在充電功率相同的情況下，高壓架構(gòu)下電池系統(tǒng)散熱更少，熱管理難度低，線束直徑更小，成本也更低。
▲圖4.400V和800V電壓作比較
在這個(gè)領(lǐng)域，除了車廠以外，華為是特別積極的，而且以全棧高壓平臺(tái)解決方案的形式來做了個(gè)800V系統(tǒng)。包括OBC車充電，包括電池管理以及動(dòng)力總成，車下高壓模塊，今年發(fā)布的方案是15分鐘以內(nèi)的充滿30%-80%，兩年以后會(huì)再上市7.5分鐘的解決方案，2025年做到5分鐘。
展開 保時(shí)捷Taycan與Model 3的高壓系統(tǒng)對(duì)比
之前
Taycan作為保時(shí)捷的第一款純電車型，直接將高壓系統(tǒng)帶入800V。之前也寫文章介紹800V系統(tǒng)的各
種形態(tài)，感興趣的可以戳
800V高壓系統(tǒng)還有多遠(yuǎn)，會(huì)是怎樣的形式？。
接下來主要來看看Taycan的800V高壓系統(tǒng)（如圖1所示，紅色為800V），并且跟Model 3進(jìn)行一個(gè)比較，圖2為二者的電池包基本參數(shù)對(duì)比。
圖1 Taycan的800V高壓系統(tǒng)
圖2 Taycan與Model 3電池包參數(shù)
首先來看一下二者的整車充電效率，如圖3所示，Taycan的最高充電功率能達(dá)到250kW，SOC從10%到50%，Taycan的平均充電功率約為158kW，Model 3約為117kW。
圖3 充電對(duì)比，紅色Taycan，灰色為Model 3
在二者持續(xù)高速運(yùn)行中，對(duì)比如圖4所示：
1、由于考慮電池的溫度，Taycan最多能維持速度在260kph的時(shí)間約為10.5min。
2、二者在散熱功率需求。
3、電池溫度閾值。
圖4 持續(xù)Vmax對(duì)比
二者熱管理的區(qū)別，如圖5所示，其中Taycan的比較傳統(tǒng)，其中紅色為其中低負(fù)載下的循環(huán)過程，綠色為高負(fù)載下的開啟的循環(huán)分支，而在Model 3中，熱管理系統(tǒng)做了高度的集成，采用六通閥來切換四種流量模式。
圖5 Taycan與Model 3的熱管理系統(tǒng)
另外，在溫度為0度時(shí)，將使用PTC加熱的Taycan與其他使用電驅(qū)系統(tǒng)余熱進(jìn)行加熱進(jìn)行了功率對(duì)比，如圖6所示，1表示二者的加熱功率，2表示二者持續(xù)1500s過程中的能量消耗，其中Taycan為5.2kWh，而競(jìng)品為4.1kWh。
展開 IONIQ 5 800V快充和能量的平衡
圖2 現(xiàn)在來看PPE的電量配置可能也是往下做，但是比E-GMP高一些
所以從目前來看，2021-2022年現(xiàn)代在歐洲的電動(dòng)汽車的量就比較值得考量，2021年是MEB上量的主要時(shí)間節(jié)點(diǎn)，而現(xiàn)代起亞是通過800V系統(tǒng)來對(duì)大眾的MEB系統(tǒng)，都各自采用了全新的平臺(tái)，在充電功率上兩者有明顯的差異。目前ID系列最高的充電功率為125kW，充電時(shí)間存在差異。
02
供應(yīng)鏈里面的考慮
現(xiàn)代在推的E-GMP平臺(tái)在主逆變器功率器件使用碳化硅（SiC）模塊，相比較于400V系統(tǒng)，系統(tǒng)效率提升2%~3%，整車?yán)m(xù)航能力提升約5%，這對(duì)于接下來SiC模塊的用量會(huì)有很大的提升。
圖3 現(xiàn)代的800V SiC功率模塊
也就是如果分解現(xiàn)代的銷售目標(biāo)，按照16萬來估算，2020年整體的BEV銷量為10萬臺(tái)，也就是說按照老的系列KONA EV打6折，新增的10萬都是基于SiC來做的。Ioniq 5 EV是從3月份開始?xì)W洲上市，擴(kuò)展到美國和韓國，預(yù)期這個(gè)份額核算可能為4萬、2萬、4萬。
展開 電動(dòng)汽車為甚么要上800V
但“長途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當(dāng)下新能源汽車消費(fèi)者兩大痛點(diǎn)，為了延長續(xù)航里程，各大廠商紛紛采取加大電池容量的技術(shù)方案，并且提供快充方案能有效的解決充電及續(xù)航焦慮，新能源汽車800V高壓系統(tǒng)技術(shù)由此應(yīng)運(yùn)而生。
什么是800V高壓系統(tǒng)?
800V高壓系統(tǒng)的稱呼源自于整車電氣角度。當(dāng)前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍一般為230V-450V，取中間值400V，籠統(tǒng)稱之為400V系統(tǒng)；而伴隨著快充應(yīng)用，整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍達(dá)到550-930V，取中間值800V，可籠統(tǒng)稱之為800V系統(tǒng)。
800V高壓系統(tǒng)的典型特征在于電壓平臺(tái)。快充技術(shù)的核心在于提高整車充電功率，要提高整車充電功率，技術(shù)手段上要么加大充電流要么提高充電電壓，充電電流加大意味著更粗更重的線束、更多的發(fā)熱量以及更多附屬設(shè)備瓶頸，而充電電壓提升則有更大的設(shè)計(jì)自由度，這直接推動(dòng)了400V電壓平臺(tái)向800V電壓平臺(tái)轉(zhuǎn)換。
800V高壓系統(tǒng)長什么樣，什么性能？目前小鵬汽車、廣汽埃安、比亞迪e平臺(tái)、吉利極氪、理想汽車、北汽極狐等車企已經(jīng)布局了 800V快充技術(shù)。
800V高壓平臺(tái)解決續(xù)航、充電焦慮問題
電車電動(dòng)車 800V 高壓平臺(tái)正逐步落地。
因動(dòng)力源差異，燃油車和電動(dòng)車的電壓平臺(tái)差異大。燃油車動(dòng)力源來自內(nèi)燃機(jī)，車用電器對(duì)輸出功率要求不高，低電壓平臺(tái)即可滿足：1918 年，蓄電池首次引入汽車；1920年得到普及，電壓僅為6V。隨著車載電器增多，車企相繼推出12V-48V等系統(tǒng)，適配以內(nèi)燃機(jī)為主要?jiǎng)恿υ吹能囆汀?而純電車型動(dòng)力源是電機(jī)和電池，需要較大的輸入/輸出功率，車內(nèi)電壓平臺(tái)通常高于燃油車。純電乘用車電壓通常在200-400V 之間。
展開 Ioniq 5拆解和對(duì)標(biāo)關(guān)鍵信息
個(gè)人是非常看好這臺(tái)車，這標(biāo)志著現(xiàn)代起亞從400V往800V系統(tǒng)過渡。
▲圖1.現(xiàn)代的戰(zhàn)略電動(dòng)車型Ioniq 5
Part 1
800V系統(tǒng)架構(gòu)和熱管理系統(tǒng)（靜態(tài)）
如下圖所示，這臺(tái)車的高壓系統(tǒng)架構(gòu)其實(shí)平平無奇，前面采用4合一（前驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)），后面采用3合一（后驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)），把充電控制單元ICCU、車載充電機(jī)和DC/DC三個(gè)部件做成一體化；熱管理里面其實(shí)包含了三個(gè)獨(dú)立的風(fēng)熱PTC、水熱PTC和一個(gè)電動(dòng)壓縮機(jī)。
▲圖2.EMP平臺(tái)的高壓系統(tǒng)組件
在這里，是把中低溫的換熱器做了集成化處理，包括PT的Chiller和電池的Chiller。
▲圖3.動(dòng)力總成的冷卻系統(tǒng)布局示意圖
下圖是座艙和車內(nèi)的冷卻示意圖。
▲圖4.座艙的冷卻系統(tǒng)示意圖
從系統(tǒng)使用效率來看，這個(gè)包從體積使用效率和重量來看，確實(shí)表現(xiàn)比較一般，有比較大的改進(jìn)空間。
單個(gè)電芯750g，電芯總重量為270kg，Pack的總重量為453kg，等于成組效率只有59.6%，從體積利用率來看不太好。
電芯是采用NMC 811對(duì)石墨的化學(xué)體系，電芯能量密度達(dá)到了282Wh/kg，但是算下來整個(gè)Pack的能量密度也就是160Wh/kg。
▲圖5.電池系統(tǒng)設(shè)計(jì)
Ioniq 5基本是在Taycan的基礎(chǔ)上做了一個(gè)小幅度的改動(dòng)，整個(gè)熱管理的流道布置完全是串行的，模組的成組是采用了2個(gè)電芯，之間用膠水粘合，然后兩個(gè)電芯一組用一個(gè)泡沫墊，在側(cè)板上使用了塑料絕緣板。
展開 
800V電機(jī)技術(shù)瓶頸如何突破？
根據(jù)各大車企的布局，2022年將迎來基于800V電壓平臺(tái)的新車潮。與整車高壓電氣架構(gòu)相關(guān)的部件或系統(tǒng)面臨升級(jí)，如動(dòng)力電池、電驅(qū)動(dòng)、充配電系統(tǒng)、DC/DC等。馬瑞利也在此時(shí)搶占先機(jī)，推出了800V電機(jī)。
800V高壓平臺(tái)將成風(fēng)口
新能源汽車?yán)顺卑l(fā)展至今，目前400V低壓平臺(tái)已經(jīng)逐漸在主流純電量產(chǎn)車型中普及。2019年，首次采用800V平臺(tái)的量產(chǎn)車保時(shí)捷Taycan Turbo S全球首發(fā)，當(dāng)前廣汽埃安、比亞迪、小鵬、吉利、理想等一眾自主品牌車企也紛紛開始布局800V平臺(tái)。可以預(yù)見，800V高壓平臺(tái)將成為下一個(gè)技術(shù)風(fēng)口。
圖片來源：馬瑞利官網(wǎng)
800V高壓平臺(tái)，意味著車輛電池系統(tǒng)、充電系統(tǒng)、電驅(qū)系統(tǒng)均采用800V電壓的電子架構(gòu)平臺(tái)。相較于低壓平臺(tái)，高壓平臺(tái)的優(yōu)勢(shì)顯著：
首先，可以提高車輛的牽引功率，使動(dòng)力性能得到提升。
其次，在同電流下，車輛的充電功率、電機(jī)功率均有提升，這就意味著車輛的充電時(shí)間縮短， 相比較400V的電機(jī)，在電池電量一樣的情況下，充電時(shí)間幾乎可以縮短一半。
圖片來源：馬瑞利
800V高壓平臺(tái)的量產(chǎn)之路也并非一帆風(fēng)順，其面臨著許多方面的限制因素。一旦車輛電壓平臺(tái)提升至800V， 電池包、BMS、DC/DC、電機(jī)控制器和電機(jī)等都需要面向高電壓平臺(tái)開發(fā)。
此外，在高壓下電池的穩(wěn)定性降低，衰減、起火等風(fēng)險(xiǎn)增大；為承受800V的高壓，直流電壓逆變器IGBT的元器件芯片材質(zhì)也需更換為碳化硅，直接導(dǎo)致成本上升；且目前市面上的充電樁多為60kW、120kW，需要對(duì)現(xiàn)有充電樁進(jìn)行升級(jí)，以適配800V平臺(tái)的高快充需求。
展開 SiC和硅基IGBT的效率相差了多少？
2022年是中國碳化硅使用的很重要的一個(gè)年份，主要是目前800V系統(tǒng)帶來了很多變化，具體從各個(gè)層面到底有哪些差異，我想根據(jù)梳理材料來和大家探討。
我們首先來說IGBT，其實(shí)在電動(dòng)汽車領(lǐng)域特別要感謝英飛凌，在歐洲汽車企業(yè)沒進(jìn)來之前，日產(chǎn)、本田和豐田都是圍繞自己的技術(shù)開發(fā)逆變器，而且把IGBT的冷卻和迭代技術(shù)作為核心；特斯拉在導(dǎo)入SIC以前，也是使用單管IGBT來做大功率驅(qū)動(dòng)，在英飛凌做了標(biāo)準(zhǔn)封裝6in1的IGBT以后，極大降低了逆變器的開發(fā)難度。
▲圖1.IGBT的幾種用法
在面向大功率的逆變器設(shè)計(jì)中，特斯拉的工程師采用了分立式單管并聯(lián)、內(nèi)置單管散熱和冷卻技術(shù)和功率疊層母排技術(shù)，使得這玩意功率提高了，但是組裝工藝相當(dāng)復(fù)雜。
▲圖2.特斯拉單管IGBT的設(shè)計(jì)
所以在迭代中，特斯拉是第一個(gè)在400V的產(chǎn)品里直接迭代成了SiC。按照Cree給出來的數(shù)據(jù)參考，如下圖所示：
功率密度和效率：
▲圖3.如果把SiC和IGBT按功率和電流密度來比較
當(dāng)然從逆變器本身的效能來看，主要根據(jù)參數(shù)規(guī)格來對(duì)標(biāo)：
▲表1.電機(jī)、逆變器和整車參數(shù)的對(duì)比
也就是說400VSiC帶來的效能，后續(xù)很多的車輛才趕上，類似Lucid Air這種車也能實(shí)現(xiàn)較高的Mile/kWh。
▲圖4.整車的能效按照時(shí)間概覽
下圖是動(dòng)態(tài)特性，在跑UDDS和HWFET兩種不同工況的狀態(tài)下，逆變器效率的對(duì)比，從這里看還是有一個(gè)動(dòng)態(tài)的差異，從4%-7%的差別。
備注：這個(gè)數(shù)據(jù)是FEV來做的，使用了抽象化的數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)比。
展開 Ioniq 5 的銷量和SiC模塊的供應(yīng)
現(xiàn)在跟蹤車型，單獨(dú)可以把800V歸為一檔，這里主要是跟蹤后續(xù)800V系統(tǒng)平臺(tái)下SiC模塊的供應(yīng)情況。現(xiàn)代起亞目前為Ioniq 5定義的銷售目標(biāo)是2021年7萬臺(tái)（占整體BEV16萬臺(tái)的一半規(guī)劃），目前4月開始在歐洲交付以后，這車的銷量確實(shí)在拉高，4月交付數(shù)據(jù)為3205臺(tái)。在這里有兩個(gè)重要的關(guān)注點(diǎn)：
1）800V的Ioniq 5對(duì)現(xiàn)代其他BEV的替代是否明顯？
2）在起量的過程中，SiC相關(guān)器件的供應(yīng)是否能保證？
圖1 現(xiàn)代的2021年，BEV的計(jì)劃是8個(gè)型號(hào)16萬臺(tái)
第一部分 現(xiàn)代新能源汽車和Ioniq 5的量
現(xiàn)代的新能源汽車主要分三塊：
1.純電動(dòng)汽車：4月6,222（同比上升4％），2021年累計(jì)18,370
2.插電式混合電動(dòng)車：4月1,339（增長98％） ，2021年累計(jì)5,570臺(tái)，這個(gè)領(lǐng)域似乎現(xiàn)代的成本做不下來，所以占比比較低
3.燃料電池汽車（FCV）：1,384（增長51％），2021年累計(jì)3,435，這塊目前現(xiàn)代是可以和豐田比擬的，在韓國和日本兩個(gè)國家能源戰(zhàn)略的支持下，燃料電池這個(gè)細(xì)分市場(chǎng)兩家主力企業(yè)還在堅(jiān)持
所以非常有趣的地方在于，4月份隨著KONA在韓國的停止銷售，Ioniq 5的3205銷量超過信譽(yù)受損的KONA的2,256成為現(xiàn)代電動(dòng)汽車的銷量擔(dān)當(dāng)。
圖2 現(xiàn)代4月和2021年新能源汽車銷量
從現(xiàn)在的車型競(jìng)爭力來看，Kona和Ioniq的電池容量梯度（續(xù)航里程梯度）是沒有特別拉開的，從各方面特性來看，Ioniq 5競(jìng)爭力要比Kona和Ioniq EV強(qiáng)很多，按照目前歐洲和韓國的需求，這臺(tái)車的上量不會(huì)卡在需求端（Q1的訂單為41779臺(tái)）。
展開 GaN氮化鎵正在進(jìn)入汽車領(lǐng)域
圖7 Denso設(shè)計(jì)的高功率密度的GaN DC-DC
從400V升級(jí)到800V，目前SiC的復(fù)合增長差不多見頂了，而基于原有的400V系統(tǒng)的革新，可能是留給GaN器件的。來自IHS公司的數(shù)據(jù)顯示，預(yù)計(jì)在2021～2027年間，氮化鎵功率器件市場(chǎng)復(fù)合增速高達(dá)30％，到2027年產(chǎn)值預(yù)計(jì)超過10億美元，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆? 從功率器件的對(duì)比來看，與Si IGBT相比，SiC能讓系統(tǒng)提升到更高的系統(tǒng)電壓、更高的工作溫度和更快的開關(guān)速度，因此在逆變器的使用方面帶來極佳的效能。硅基氮化鎵GaN開關(guān)為從幾百W到25kW的范圍內(nèi)，應(yīng)用的落地是很快的，除了上面所說的OBC、DCDC，PTC和電空調(diào)控制也有空間可以來做。
小結(jié)：前段時(shí)間綠芯頻道做過GaN器件的使用。接下來如果汽車?yán)锩娴腉aN器件進(jìn)入一個(gè)爆發(fā)期，我們將多做一些探討，包括前瞻方面的拆解，這對(duì)于我們關(guān)注將來的發(fā)展非常有意義。
參考文件：
摘自Sample GaN Power 2021: Epitaxy, Devices, Applications and Technology Trends Market and Technology Report 2021
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