盛弘电气肖宏晓：SiC助力4C超充发展
时间: 2023-12-08 21:49
来源: 2023芯片大会
作者: editor
2023年12月5日-6日，由中国汽车工业协会和中国电子科技集团有限公司共同主办的“2023全球汽车芯片创新大会暨第二届中国汽车芯片高峰论坛”在无锡举办。本届芯片大会以“共享中国机遇•共谋创新发展•共赢产业未来”为主题，设置了“1场高层峰会、1场主旨论坛、4场主题论坛”共6场会议。其中，在12月6日下午举办的“主题论坛二：新能源汽车‘芯’动态”上，深圳市盛弘电气股份有限公司高级产品经理肖宏晓发表精彩演讲。
以下内容为现场演讲实录：
各位领导、各位专家，大家下午好！我是来自盛弘电气的肖宏晓，我们公司主营业务是新能源充电桩，作为新能源汽车的一个下游企业，我们也紧跟着新能源汽车的发展步伐，这里主要介绍碳化硅在充电桩领域的一个应用由来，今天分享的主题是碳化硅助力4G超充发展。主要从市场的需求、柔性共享充电堆应用来介绍。
新能源汽车发展的比较迅猛，国家战略新能源汽车作为燃油车的替代，虽然说今年新能源渗透率已经超过30%，但是里程焦虑还是阻碍新能源汽车发展的主要问题。要解决这个问题，有两个方法，一种是加大电池容量，电池成本增加，还有车辆重量增加，这是它主要限制点。第二个方法是加快补能效率，有两种途径，一个是换电，换电大家了解比较多的是蔚来以及新加入蔚来换电生态的长安和吉利。
今天主要探讨的是超充，实际上超充有两个实现方式，第一是大电流，特斯拉、极氪当前主要采纳这种方案。第二是高电压，因其低能耗优势，也是目前车企的主流方案，例如小鹏、理想等，特斯拉和极氪也正在往高电压方案转换。
以前乘用车电压平台主要是400V，现在慢慢往800V发展，并且先从C级还有B级车开始渗透。超充车的发展离不开超充电池的发展，2021年9月份的时候巨湾技研推出了3C的超充电池，去年9月份欣旺达也推出4C的超充电池，亿纬去年12月份也推出了，到今年最重磅的事情就是宁德时代推出4C神行超充电池，也是全球首款的磷酸铁锂超充电池，可见当下超充电池已是非常成熟了，未来搭载上车的车型的也将迎来爆发。
保时捷是第一个推出800V平台的车业，2019年推出来的800V平台车型Taycan，2019年到2021年一共推出了4款800V车型，2022年一共推出了8款，关注的最高的是小鹏G9和埃安V，截止今天，今年新上市的800V车型超过了40款，较22年增长超300%。
像广州车展比较火的理想MEGA、极氪007、问界M9和智界S7，底下有小鹏G6，G6的价格下降到21万，销量基本上达到1万（月销）。虽然说车型在慢慢增多，但是当下整体的保有量仍然是比较低的。
这里是我这边搜集的超充车型的销量，(超充车定义：超充车400安以上的大电流车型，还有800V高压车型)。2022年的时候车型销量53万辆，今年10月份已经有差不多达到70万辆了，但占比不到10%，但是整体来看是一直在增长，预测2-3年将迎来销量爆发。
超充车型的发展也对我们充电桩提出了更高的要求，800V平台的切换，电流加大，当前最大的电流需求是800安，从而导致线缆发热暴增，需要主动散热，现在采用了液冷的方案，线缆外包裹一层液冷管，技术的革新，也带来了线缆的轻便化。
第二，充电模块也需要做升级，充电电压要求变高了，高电压IGBT损耗高；所以目前行业开始切换SiC芯片，从而也带动SiC器件应用于充电桩领域的市场，去年市场规模达到0.47亿，今年预估接近1.8亿，2024年3.68亿，2025年是7.6亿；当下主流桩企均已切换SiC充电模块，市场规模发展比预测要快一年。
充电站不仅要满足超充车充电需求，也要关注其他车型的一些需求，整体来看的话，充电功率是跨度比较大的。像小鹏G9的功率在300/480kW，A0级别的海鸥充电功率仅30-40kW，A级车是市面上销量最大的，占比52%，主要功率在60kW左右。
并且同一辆车不同SOC阶段，它充电功率差异是巨大的，像小鹏G9 25%之前它的功率在300kW，到后面充电功率慢慢在降低，最后在50千瓦以下。
超充方面除了车企在发力，各级政府也要助力超充发展，像广州2022-2024年建设超充之都，要建一千座超充站；深圳实现超充之城2023-2025年是300座；海南是超充岛2025年要落地400座的超充站。重庆有超充规划，高速服务区需要覆盖20%的超充站。北京有示范站超充补贴。
从目前的一个基础设施建设情况来看的话，各地发展不平衡的，像广东一马当先，充电桩接近50万座，发达地区浙江、江苏、上海均已超过十万座，但是在北方因气候的问题发展还比较慢，所以各地的充电设施需求是不一样的。
从现有的公共充电桩保有量看，800V电压平台充电桩不足5%，大多数充电桩不满足超充车的充电需求，所以超充桩需要去拓建。
市场需求现状，
车端需求：主要充电功率60千瓦左右、车型差异比较大30-480kW、车型不同阶段的功率也差异比较大、有超充车的保有量比较低，
桩端需求：各地发展不平衡、低功率不匹配超充车、大功率充电桩利用率比较低、
电网端：电网压力越来越大。
所以充电产品需要立足主力保有量车型需求，兼容超充车型需求，我们盛弘推出40kW 1000V SiC充电模块，也是业界第一款全 SiC充电模块。
模块特点
节能：待机功耗为零，可以降低运营成本还有省钱又省力，
高效：1200V SiC Mos应用，将三电平LLC简化成全桥的LLC,功率器件和体积减少了一半，提升了充电模块的工作效率,充电效率大于97%，平均效率提高1%，
智能：可远程OTA升级，6千米海拔自适应控制，黑匣子功能
安全：双85X电容的失效预警，高电网的适配性，双路电压采样，多重的可靠性试验验证，
跟普通硅基相比碳化硅平均效率提高1%，从一个充电站一个综合效能分析的话，10台120kW的充电桩按照每台每天充电200度，电费0.6元计算，一个充电站一年可以省接近1万块钱。
并且推出应用40kW 1000V SiC充电模块的800kW柔性共享超充堆方案，
目前充电站站主要搭配630kVA和800kVA变压器，所以800kW柔性共享超充堆可以实现“一站一堆一共享”，方案搭配6个国标250A的终端，2个600A的液冷终端。
这里是800kW超充站方案，为解决未来电网压力问题，我们预留了储能接口，可以根据需要进入储能柜，全矩阵功率池技术，任意一个模块都可以调配至任意充电枪使用，最大意义实现能量共享的自由度，大大提升能量利用率。
由于新能源车保有量还较低，充电桩需要低功耗，在降功耗方面我们做了一些技术优化，系统风扇智能调速、功率自动效率寻优算法，交流接受器模块化控制策略，还有整个机柜是归一化设计，单个机柜可以兼容360千瓦-800千瓦，可以加装储能，
终端方面体积小，太空的主题更具有科技感。
持续大功率输出：最大可以单枪输出600千瓦，且可以持续2小时以上，超充双枪并充，最大可以输出800千瓦，体验更便捷，液冷枪线重量会减轻40%，女性也可以轻易的操作。
北方或者欠发达地区新能源汽车发展比较慢，可能没有超充需求，从成本投资考虑的话，我们可以全部搭配国标快充终端。后期根据运营需要，再去升级的液冷超充终端。
超充当下热点话题，但是我们2018年就已经开始超充研究，这是我们2021年落地的应用第一代超充产品的超充站，右边是在武汉的超充站。
这是我们应用第二代超充产品的超充站，广州和江门的超充站。我们除了做超充设备的话，我们公司也布局了全场景的充电产品。
最上面的是我们的针对社区目的地场景推出的交流桩，120kW一体机适用于社会运营场站，还有针对重卡大巴的400kW的一体机。我们也布局换电产品，支持定制。
我的分享就到这里，谢谢大家。
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2023年12月5日-6日，由中国汽车工业协会和中国电子科技集团有限公司共同主办的“2023全球汽车芯片创新大会暨第二届中国汽车芯片高峰论坛”在无锡举办。本届芯片大会以“共享中国机遇•共谋创新发展•共赢产业未来”为主题，设置了“1场高层峰会、1场主旨论坛、4场主题论坛”共6场会议。其中，在12月6日下午举办的“主题论坛二：新能源汽车‘芯’动态”上，深圳市盛弘电气股份有限公司高级产品经理肖宏晓发表精彩演讲。
以下内容为现场演讲实录：
各位领导、各位专家，大家下午好！我是来自盛弘电气的肖宏晓，我们公司主营业务是新能源充电桩，作为新能源汽车的一个下游企业，我们也紧跟着新能源汽车的发展步伐，这里主要介绍碳化硅在充电桩领域的一个应用由来，今天分享的主题是碳化硅助力4G超充发展。主要从市场的需求、柔性共享充电堆应用来介绍。
新能源汽车发展的比较迅猛，国家战略新能源汽车作为燃油车的替代，虽然说今年新能源渗透率已经超过30%，但是里程焦虑还是阻碍新能源汽车发展的主要问题。要解决这个问题，有两个方法，一种是加大电池容量，电池成本增加，还有车辆重量增加，这是它主要限制点。第二个方法是加快补能效率，有两种途径，一个是换电，换电大家了解比较多的是蔚来以及新加入蔚来换电生态的长安和吉利。
今天主要探讨的是超充，实际上超充有两个实现方式，第一是大电流，特斯拉、极氪当前主要采纳这种方案。第二是高电压，因其低能耗优势，也是目前车企的主流方案，例如小鹏、理想等，特斯拉和极氪也正在往高电压方案转换。
以前乘用车电压平台主要是400V，现在慢慢往800V发展，并且先从C级还有B级车开始渗透。超充车的发展离不开超充电池的发展，2021年9月份的时候巨湾技研推出了3C的超充电池，去年9月份欣旺达也推出4C的超充电池，亿纬去年12月份也推出了，到今年最重磅的事情就是宁德时代推出4C神行超充电池，也是全球首款的磷酸铁锂超充电池，可见当下超充电池已是非常成熟了，未来搭载上车的车型的也将迎来爆发。
保时捷是第一个推出800V平台的车业，2019年推出来的800V平台车型Taycan，2019年到2021年一共推出了4款800V车型，2022年一共推出了8款，关注的最高的是小鹏G9和埃安V，截止今天，今年新上市的800V车型超过了40款，较22年增长超300%。
像广州车展比较火的理想MEGA、极氪007、问界M9和智界S7，底下有小鹏G6，G6的价格下降到21万，销量基本上达到1万（月销）。虽然说车型在慢慢增多，但是当下整体的保有量仍然是比较低的。
这里是我这边搜集的超充车型的销量，(超充车定义：超充车400安以上的大电流车型，还有800V高压车型)。2022年的时候车型销量53万辆，今年10月份已经有差不多达到70万辆了，但占比不到10%，但是整体来看是一直在增长，预测2-3年将迎来销量爆发。
超充车型的发展也对我们充电桩提出了更高的要求，800V平台的切换，电流加大，当前最大的电流需求是800安，从而导致线缆发热暴增，需要主动散热，现在采用了液冷的方案，线缆外包裹一层液冷管，技术的革新，也带来了线缆的轻便化。
第二，充电模块也需要做升级，充电电压要求变高了，高电压IGBT损耗高；所以目前行业开始切换SiC芯片，从而也带动SiC器件应用于充电桩领域的市场，去年市场规模达到0.47亿，今年预估接近1.8亿，2024年3.68亿，2025年是7.6亿；当下主流桩企均已切换SiC充电模块，市场规模发展比预测要快一年。
充电站不仅要满足超充车充电需求，也要关注其他车型的一些需求，整体来看的话，充电功率是跨度比较大的。像小鹏G9的功率在300/480kW，A0级别的海鸥充电功率仅30-40kW，A级车是市面上销量最大的，占比52%，主要功率在60kW左右。
并且同一辆车不同SOC阶段，它充电功率差异是巨大的，像小鹏G9 25%之前它的功率在300kW，到后面充电功率慢慢在降低，最后在50千瓦以下。
超充方面除了车企在发力，各级政府也要助力超充发展，像广州2022-2024年建设超充之都，要建一千座超充站；深圳实现超充之城2023-2025年是300座；海南是超充岛2025年要落地400座的超充站。重庆有超充规划，高速服务区需要覆盖20%的超充站。北京有示范站超充补贴。
从目前的一个基础设施建设情况来看的话，各地发展不平衡的，像广东一马当先，充电桩接近50万座，发达地区浙江、江苏、上海均已超过十万座，但是在北方因气候的问题发展还比较慢，所以各地的充电设施需求是不一样的。
从现有的公共充电桩保有量看，800V电压平台充电桩不足5%，大多数充电桩不满足超充车的充电需求，所以超充桩需要去拓建。
市场需求现状，
车端需求：主要充电功率60千瓦左右、车型差异比较大30-480kW、车型不同阶段的功率也差异比较大、有超充车的保有量比较低，
桩端需求：各地发展不平衡、低功率不匹配超充车、大功率充电桩利用率比较低、
电网端：电网压力越来越大。
所以充电产品需要立足主力保有量车型需求，兼容超充车型需求，我们盛弘推出40kW 1000V SiC充电模块，也是业界第一款全 SiC充电模块。
模块特点
节能：待机功耗为零，可以降低运营成本还有省钱又省力，
高效：1200V SiC Mos应用，将三电平LLC简化成全桥的LLC,功率器件和体积减少了一半，提升了充电模块的工作效率,充电效率大于97%，平均效率提高1%，
智能：可远程OTA升级，6千米海拔自适应控制，黑匣子功能
安全：双85X电容的失效预警，高电网的适配性，双路电压采样，多重的可靠性试验验证，
跟普通硅基相比碳化硅平均效率提高1%，从一个充电站一个综合效能分析的话，10台120kW的充电桩按照每台每天充电200度，电费0.6元计算，一个充电站一年可以省接近1万块钱。
并且推出应用40kW 1000V SiC充电模块的800kW柔性共享超充堆方案，
目前充电站站主要搭配630kVA和800kVA变压器，所以800kW柔性共享超充堆可以实现“一站一堆一共享”，方案搭配6个国标250A的终端，2个600A的液冷终端。
这里是800kW超充站方案，为解决未来电网压力问题，我们预留了储能接口，可以根据需要进入储能柜，全矩阵功率池技术，任意一个模块都可以调配至任意充电枪使用，最大意义实现能量共享的自由度，大大提升能量利用率。
由于新能源车保有量还较低，充电桩需要低功耗，在降功耗方面我们做了一些技术优化，系统风扇智能调速、功率自动效率寻优算法，交流接受器模块化控制策略，还有整个机柜是归一化设计，单个机柜可以兼容360千瓦-800千瓦，可以加装储能，
终端方面体积小，太空的主题更具有科技感。
持续大功率输出：最大可以单枪输出600千瓦，且可以持续2小时以上，超充双枪并充，最大可以输出800千瓦，体验更便捷，液冷枪线重量会减轻40%，女性也可以轻易的操作。
北方或者欠发达地区新能源汽车发展比较慢，可能没有超充需求，从成本投资考虑的话，我们可以全部搭配国标快充终端。后期根据运营需要，再去升级的液冷超充终端。
超充当下热点话题，但是我们2018年就已经开始超充研究，这是我们2021年落地的应用第一代超充产品的超充站，右边是在武汉的超充站。
这是我们应用第二代超充产品的超充站，广州和江门的超充站。我们除了做超充设备的话，我们公司也布局了全场景的充电产品。
最上面的是我们的针对社区目的地场景推出的交流桩，120kW一体机适用于社会运营场站，还有针对重卡大巴的400kW的一体机。我们也布局换电产品，支持定制。
我的分享就到这里，谢谢大家。
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