芯耀
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一個月前，比亞迪高調(diào)發(fā)布兆瓦級快充技術(shù)，并同步啟動"超充網(wǎng)絡(luò)建設(shè)計劃"，將建設(shè)4000多座“兆瓦閃充站”，并計劃將兆瓦閃充樁的技術(shù)面向行業(yè)全面共享，這一舉措正在推動整個充電網(wǎng)絡(luò)向更高功率密度、更低度電成本的方向演進(jìn)。
與此同時，比亞迪的超充戰(zhàn)略如同投入湖面的巨石，迅速激起行業(yè)連鎖反應(yīng)。華為數(shù)字能源、極氪汽車也相繼發(fā)布兆瓦級快充方案。當(dāng)越來越多的車企與樁企加入這場兆瓦級競賽，充電樁行業(yè)正經(jīng)歷從"適配車輛"到"技術(shù)引領(lǐng)"的角色轉(zhuǎn)變，而碳化硅材料憑借其在高功率場景下的先天優(yōu)勢，正成為這場技術(shù)革命的關(guān)鍵變量。
那么，華為數(shù)字能源、極氪的兆瓦超充方案究竟會如何落實？當(dāng)充電功率突破千瓦大關(guān)，碳化硅將如何體現(xiàn)核心價值？下文將帶你一一探索。
華為、極氪：發(fā)布兆瓦級快充方案
“行家說三代半”發(fā)現(xiàn)，華為數(shù)字能源發(fā)布的兆瓦級充電產(chǎn)品主要針對商用車領(lǐng)域，極氪汽車則向乘用車領(lǐng)域拓展：
華為數(shù)字能源
3月29日，華為公司董事、華為數(shù)字能源公司總裁侯金龍在中國電動汽車百人會論壇 上表示：“當(dāng)前商用車電動化進(jìn)程相對較慢，主要原因是充電慢和網(wǎng)絡(luò)不健全。要實現(xiàn)對大容量電池進(jìn)行快速補(bǔ)能，兆瓦級的超快充技術(shù)和廣覆蓋的兆瓦超充網(wǎng)絡(luò)缺一不可?！?/p>
為此，華為數(shù)字能源即將在本月發(fā)布兆瓦級超充產(chǎn)品，其最大充電電流為2400安，最大功率達(dá)1.44兆瓦，每分鐘可以補(bǔ)能約20度電，15分鐘內(nèi)即可補(bǔ)能350度電，補(bǔ)能效率提升近4倍。
接下來，華為計劃在2025年內(nèi)推出超過30款4C超充合作重卡車型，這些車型將率先適配新型兆瓦充電樁。此外，華為數(shù)字能源還致力于實現(xiàn)單槍功率3兆瓦的超充技術(shù)突破，進(jìn)一步提升充電效率。
值得關(guān)注的是，針對城市/縣域，華為數(shù)字能源正在加快進(jìn)行“超充一張網(wǎng)”規(guī)劃，一是針對高速公路，構(gòu)建交能融合型大功率充電基礎(chǔ)設(shè)施，服務(wù)區(qū)車位100%覆蓋大功率充電；二是針對國省干道，適度超前布局兆瓦超充網(wǎng)絡(luò)，推動重卡全面電動化，實現(xiàn)物流行業(yè)大規(guī)模降本減碳。
極氪汽車
無獨有偶。極氪科技集團(tuán)副總裁趙昱輝近日對外透露，極氪將發(fā)布全球首個 1.2MW 全液冷充電樁，以及配置 10 根?1.2MW?液冷充電樁的兆瓦極充站。
極氪科技集團(tuán) CBO 關(guān)海濤也隨即發(fā)文稱：“極氪科技集團(tuán)二季度正式首發(fā)單槍峰值功率全球第一的 1.2MW 全液冷充電樁，引領(lǐng)充電行業(yè)進(jìn)入單槍兆瓦級的超快充時代，該技術(shù)將在 4 月上海車展正式亮相且落地?！?/p>
此外，極氪一直堅持布局超快充網(wǎng)絡(luò)，三年間極氪極充樁完成從360kW到600kW再到800kW的升級，據(jù)悉，目前極氪能源極充站826座，極充樁4007根，保有量行業(yè)領(lǐng)先。
目前來看，華為、比亞迪、極氪等企業(yè)已加入兆瓦快充領(lǐng)域，同時小鵬、蔚來等車企也將超充方案提升到600kW以上，這一趨勢意味著行業(yè)正在加速進(jìn)入兆瓦超充時代。
然而，兆瓦快充的全面商業(yè)化仍面臨系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備成本、技術(shù)配套升級等挑戰(zhàn)。而碳化硅器件憑借高耐壓、低損耗特性，可顯著提升能量轉(zhuǎn)換效率，降低散熱需求，已成為解決兆瓦快充系統(tǒng)難題的關(guān)鍵技術(shù)之一。
碳化硅助力大功率超充，4大優(yōu)勢推動迭代升級
眾所周知，充電樁的核心部件為電源模塊，約占總成本的40%-50%，其中，功率器件又占充電模塊成本的30%左右。
直流充電樁依靠電源模塊的并聯(lián)堆疊組合來實現(xiàn)不同功率的充電需求，以25 kW充電樁模塊為例，需要并聯(lián)6個模塊實現(xiàn)150 kW充電樁功率，而250 kW的充電樁需要并聯(lián)10個25 kW功率模塊。
如今，隨著各大車企推進(jìn)600KW級別以上的超充電樁建設(shè)，迫使電源模塊向著更高電壓、更高功率、更高密度三大方向快速演進(jìn)，其性能要求進(jìn)一步提升：
第一，電源模塊最大工作電壓達(dá)到800V及以上，其功率半導(dǎo)體耐壓等級需提升至1200V以上。這要求功率器件具備更高的耐壓能力，以確保在高電壓環(huán)境下的穩(wěn)定性和可靠性，同時對絕緣材料和封裝技術(shù)也提出了更高要求。
第二，單個電源模塊功率由20KW發(fā)展至60KW。功率的提升意味著模塊需要處理更多的能量，這將增加熱管理的難度，要求模塊具備更高的散熱效率和更優(yōu)的熱設(shè)計，以防止過熱導(dǎo)致的性能下降或故障。
第三，充電模塊功率提升至60W/in3及以上。功率密度的提升要求在有限的體積內(nèi)實現(xiàn)更高的功率輸出，這需要優(yōu)化電路設(shè)計、采用更高效的功率器件和磁性元件，以確保模塊的高效能和高可靠性。
結(jié)合性能要求及綜合成本來看，碳化硅器件無疑是滿足電源模塊耐高壓高溫、大功率、小型化等應(yīng)用需求的絕佳選擇，進(jìn)而有助于新能源汽車節(jié)省充電時間、終端企業(yè)實現(xiàn)降本：
一是碳化硅材料的擊穿電場強(qiáng)度等性能遠(yuǎn)高于硅材料，使其能夠在更高電壓、更高溫度下穩(wěn)定工作。泰科天潤曾透露，其全碳化硅充電樁在60℃時仍然可以滿功率使用，最高輸出功率可達(dá)到600 KW，充電效率高達(dá)96.9%。
二是碳化硅器件可在大功率應(yīng)用中保持穩(wěn)定輸出。據(jù)安德普電源測試結(jié)果表明，碳化硅模塊能夠增強(qiáng)充電樁的穩(wěn)定性，并增加了近30%的輸出功率，減少損耗高達(dá)50%左右。
三是碳化硅器件有助于提高系統(tǒng)功率密度及能效，從而實現(xiàn)充電樁的小型化和集成化。以欣銳科技推出的60kW、75Kw SiC超充模塊為例，其相較傳統(tǒng)設(shè)計體積優(yōu)化30%，重量優(yōu)化15%，可以在原有的充電樁空間內(nèi)疊放更多的電源模塊。
四是碳化硅器件可助力減少綜合成本。據(jù)南方電網(wǎng)測算，通過采用碳化硅技術(shù)，其充電場站能耗下降11%，20個樁可節(jié)省2.5萬度電/年，以0.8元/度電計算，可節(jié)省2萬元/年。
據(jù)此來看，碳化硅器件憑借其材料特性與系統(tǒng)級優(yōu)勢，成為突破直流快充樁技術(shù)瓶頸的關(guān)鍵路徑，疊加產(chǎn)能釋放與工藝優(yōu)化帶來的成本下探，碳化硅器件在提升充電效率、設(shè)備壽命及功率密度的同時，將推動超充樁向高壓化、緊湊化、經(jīng)濟(jì)化加速迭代。
事實上，無論是車企還是充電模塊企業(yè)，都在向高電壓、大功率超充電樁布局，而碳化硅器件的滲透率也在逐步提高。然而，當(dāng)前碳化硅技術(shù)導(dǎo)入還面臨器件成本壓力大、技術(shù)門檻高、可靠性驗證登問題，需要行業(yè)聯(lián)合攻堅解決。
值此關(guān)鍵時刻，聚焦碳化硅終端應(yīng)用突破，“行家說三代半”將舉辦“2025年電動交通&數(shù)字能源SiC技術(shù)應(yīng)用及供應(yīng)鏈升級大會”，通過打造3場專題論壇和1場專場展覽，為碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈提供一個深度對話與分享的平臺。
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