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汽车行业专题研究
800V快充成趋势,电气系统迎增量
2022 年 10 月 20 日
【投资要点】
◆800V有望成为中高端车型的主流方案。在快充方案中,高压充电以其
低成本、轻量化、EMC干扰低等优点,成为现阶段快充的主流路线。
相比现阶段的400V平台,800V高压充电方案的充电时间几乎缩短到一半。但由于适配800V的高压充电桩并未全面推行以及成本和技术等因素,目前的800V架构仍需兼容400V充电方案。
◆充电桩供不应求、国家政策扶持、关键技术和材料的突破共同推动
800V方案加速落地。充电桩的增长速度和交流慢充的充电速度无法跟上新能源汽车的增长速度,800V方案有望解决充电焦虑;国家推出很多建设充电基础设施的政策性文件和Chaoji充电标准,加快促进桩
端适配800V平台;SiC成本的下降提高了SiC器件在新能源汽车中的渗透率,比亚迪和宁德时代分别推出刀片电池和麒麟电池,800V方案的关键材料和技术实现突破。
◆车桩端适配800V,高压器件性能和安全要求升级,单车价值量提升。
800V高压平台的核心变化体现在其高功率和高电压对电池、电机和功率器件等提出了更高的性能要求和安全要求。从车载端来看,高压系统部件,包括电池、电机、电控、OBC、DC/DC、高压连接器等,均需重新选型,推动单车价值量提升。
【配置建议】
◆看好800V高压快充产业链新方向,建议布局产业链相关机会。重点
关注:
热管理:银轮股份(电池水冷板领域),盾安环境(电子膨胀阀领域)。
电机:金杯电工,精达股份(扁线)。
精锻科技,蓝黛科技,铁流股份(空心电机轴领域)。
丰田花冠1.6小三电(OBC、DC/DC转换器、PDU):得润电子。
高压连接器(电子组覆盖):瑞可达,永贵电器,徕木股份。
电气部件(电子组覆盖):宏发股份(高压直流继电器和接触器领域),法拉电子(薄膜电容领域),中熔电气(熔断器领域)。
【风险提示】
◆大功率充电桩等基础设施建设不及预期;
◆关键技术发展速度不及预期;
◆原材料的成本下降不及预期。
强于大市(维持)
东方财富证券研究所
证券分析师:周旭辉
证书编号: S1160521050001
联系人:刘斌
电话:139****0692
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2022.04.14 -33.23%
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汽车沪深300
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挖掘价值投资成长
正文目录
p3470
1.800V高压快充有望重塑新能源汽车补电格局 (4)
1.1.高压快充成为主流快充路线,800V或将成为主流方案 (4)
1.2.短期过渡方案兼顾400V,长期全系800V有望成为主流 (6)
2.多因素助力,800V高压系统未来已至 (9)
2.1.充电桩供不应求放大充电焦虑 (9)
2.2.国家充电基础设施政策有望加速800V方案落地 (10)
2.3.关键器件和技术突破为800V高压平台推波助澜 (11)
3.车桩端适配800V,高压器件性能和安全要求升级 (12)
3.1.车端桩端同步适配800V高压 (12)
3.2.核心技术升级,800V高压平台助推产业发展 (13)
3.2.1.动力电池:高倍率系统、负极技术、电芯、热管理系统升级 (13)
3.2.2. 电机:绕组和冷却方式改变,空心化趋势明显 (14)
3.2.3.逆变器、OBC、DC/DC:未来有望升级为SiC功率器件 (16)
3.2.4.连接器:低压升级到高压,绝缘性能提升 (18)
3.2.5.高压直流继电器 & 接触器:陶瓷密封,提升绝缘性 (18)
3.2.6.薄膜电容:替代电解电容,耐高压能力提升 (20)
3.2.7. 熔断器:激励熔断器渗透率有望提高,保护电路安全 (21)
4.技术升级带来价值增量,增量环节潜力广阔 (22)
丰田海狮7座商务车价格20234.1.单车价值量显著提升,供应链厂商积极参与 (22)
4.2.高增量环节竞争激烈,市场增长空间广阔 (22)
4.2.1.动力电池热管理:电子膨胀阀市场集中,液冷板市场格局尚在形成22 4.2.2.电机:扁线和空心电机轴供应商受益 (24)
4.2.3. SiC功率器件:行业尚在形成,成长空间大 (26)
4.2.4. 高压连接器:龙头厂商加速追赶,市场增速快 (27)
4.2.5. 高压直流继电器 & 接触器:市场集中,龙头抢占市场份额 (28)
5投资建议 (30)
5.1. 投资建议 (30)
5.2. 盈利预测 (30)
6风险提示 (31)
图表目录
图表 1:快充的基本原理 (4)
图表 2:800V高压平台 (4)
图表 3:800V和400V的特点 (4)
图表 4:800V相对400V的核心变化 (5)
图表 5:车厂纷纷布局高压快充技术 (5)
图表 6:车厂布局800V平台时间线 (6)
图表 7:400V平台向800V高压平台转变的过程中仍需兼容400V充电方案 (6)
图表 8:800V电池组搭配DC/DC转换器 (7)
图表 9:双400V电池组 (7)
图表 10:800V全系高压 (7)
图表 11:三类高压系统架构方案的优缺点 (8)
图表 12:新能源汽车销量和渗透率 (9)
图表 13:国内新能源汽车、充电桩保有量及车桩比 (9)
图表 14:交流充电 (9)
图表 15:直流充电 (9)
图表 16:快充和慢充时间对比 (9)
图表 17:中国充电基础设施相关政策 (10)
图表 18:ChaoJi充电方案六大优势 (10)
图表 19:ChaoJi充电方案与国际交流口一体化结合 (10)
图表 20:SiC功率器件市场空间预测(亿美元) (11)
图表 21:比亚迪刀片电池 (11)
图表 22:宁德时代麒麟电池 (11)
图表 23:不同桩端高压系统的零部件,800V系统部件成熟度较高 (12)
图表 24:高压系统器件 (12)
图表 25:800V平台车端产业链 (13)
图表 26:快充功率及时间 (13)
图表 27:石墨嵌锂的过程 (14)
图表 28:石墨和硅基负极材料的理论比容量 (14)
图表 29:麒麟电池CTP3.0电池水冷板设计示意图 (14)
图表 30:圆线电机和扁线电机的散热情况对比 (15)
g-class图表 31:圆线电机和扁线电机的效率情况对比 (15)
图表 32:水冷和油冷的升温情况 (15)
图表 33:油冷电机渗透率 (15)
图表 34:空心电机轴剖面图 (16)
图表 35:SiC器件在新能源汽车的主要应用场景 (16)
蔚来发表声明
图表 36:SiC和硅基IGBT逆变器效率对比 (17)
图表 37:SiC 和硅基 IGBT器件耐压程度对比 (17)
图表 38:OBC系统层面Si和SiC器件成本对比 (18)
图表 39:OBC中Si和SiC功率器件指标对比 (18)
图表 40:高压连接器在新能源汽车的应用 (18)
图表 41:高压直流继电器在新能源汽车的应用 (19)
图表 42:国立股份高压陶瓷密封直流接触器GL20产品性能 (19)
图表 43:薄膜电容和电解电容的区别 (20)
图表 44:薄膜电容是适合车载、产业领域的电容器 (20)
图表 45:熔断器的类型 (21)
图表 46:核心器件的主要供应商 (22)
图表 47:新能源汽车热管理行业竞争者 (22)
图表 48:全球电子膨胀阀市场规模(亿元) (23)
图表 49:车用电子膨胀阀技术难点 (23)
图表 50:新能源汽车用液冷板市场规模(亿元) (24)
图表 51:800V电机渗透率 (24)
图表 52:电机扁线的主要供应商及生产情况 (25)
图表 53:长城科技漆包铜扁线 (25)
图表 54:国内电机轴厂商产能情况 (26)
图表 55:全球SiC产业链 (26)
图表 56:汽车碳化硅器件市场(亿美元) (27)
图表 57:国产高压连接器性能与国际巨头接近 (27)
图表 58:2021-2025年中国高压连接器市场规模预测 (28)
图表 59:高压直流继电器制造商 (28)
图表 60:2021年全球高压直流接触器市场 (28)
图表 61:2021年国内高压直流接触器市场 (28)
图表 62:行业相关重点公司 (30)
2017
1.800V 高压快充有望重塑新能源汽车补电格局
1.1.高压快充成为主流快充路线,800V 或将成为主流方案
电动车的续航里程焦虑基本解决,充电困难成为当前的核心痛点。续航和充电是电动车消费者关注的核心问题。随着电池技术的不断进步,如今很多主流车企推出的电动车的续航里程多在500km 上下,有的甚至高达700km ,续航问题已经不再是消费者购买电动车的最大顾虑。而充电困难成为了电动车的主要问题。
电动车的充电时间长短取决于电池能量和充电功率。功率越大,充电时间越短。充电功率由电压和电流共同决定,因此,要想缩短充电时间,必须提高电流或者提高电压。
图表 1:快充的基本原理
资料来源:保时捷,特斯拉,东方财富证券研究所
相比高电流快充,高压快充有望成为电动车的主流快充路线。根据热力学
公式Q=I 2
Rt ,电流的提升会导致电气系统发热加剧,热管理系统造成较大负担,同时能量转化效率低,能量损失严重。相较之下,高压充电以其低成本、轻量化、EMC 干扰低、技术难度低等优点,成为现阶段快充主流路线。高电流快充方案的代表是特斯拉的大电流快充方案,V3超充桩最大输出电流接近520A ,最高充电功率250kW 。高压快充方案的代表是保时捷的800V 方案,其充电峰值功率已达350kW 。
图表 2:800V 高压平台
图表 3:800V 和400V 的特点
资料来源:马瑞利2022中国汽车电驱动及关键技术-云论坛PPT ,东方财富证券研究所
资料来源:BorgWarner 《全球xEV 驱动技术暨产业大会》PPT ,东方财富证券研究所
2017
800V高压快充有望成为中高端车型的主流方案。目前,国内热销车型的电
压平台还普遍停留在400V-600V之间,比如特斯拉Model 3的电压平台为400V,
搭配其自建超充桩可实现充电15min行驶279km,理论充电倍率约为1.85C;
比亚迪汉EV的续航里程为550km,最大充电系统电压为569.6V,25分钟可将
电量从30%充至80%。800V方案是相对于传统的400V-600V电压平台的提升,
电压一般在750V以上。其核心变化在于电气系统的高功率和非电气系统的绝
缘要求提升。800V高压平台可以提高车辆的牵引功率,使动力性能得到提升。
其次,在同等电流下,车辆的充电功率、电机功率均有提升,意味着车辆的充
电时间缩短。相较400V的系统,在电池电量一样的情况下,800V方案的充电
时间几乎可以缩短一半。
图表 4:800V相对400V的核心变化
资料来源:东方财富证券研究所
车厂纷纷布局800V高压快充方案。为了满足快充需求,自2019年保时捷
推出全球首次采用800V高电压电气架构的Taycan之后,800V高压快充方案受
到越来越多车厂的青睐。800V将在短期内形成差异化竞争力。
图表 5:车厂纷纷布局高压快充技术
上市时间品牌车型/平台特点
2019年9月保时捷Taycan 第一款采用800V平台的量产电动车,拥有完整的800V电池架构,可支持高达200kW 的充电功率,可在30分钟内将电量从5%充至80%
2021年2月现代IONIQ5 配备了超高速充电系统,同时支持400V和800V充电桩。当使用350kW充电桩进行充电时,18分钟可以将电量充至80%
dsds2021年4月极狐阿尔法 s 支持800V快充,充电功率最高187kW,10分钟即可补充近200km的续航里程,电量从30%充到80%仅需15分钟
2021年8月广汽埃安AION V Plus 在其配套的A480超级充电桩上,可实现6C的高倍率充电,电压达到769.6V,充电5分钟续航里程增加200km
2022年8月长城机甲龙支持800V/480kW快充,充电10分钟,续航401公里
2022年8月阿维塔阿维塔11 采用全系750V高压平台,长续航版充电10分钟,就能增加200km的续航2022年9月小鹏G9 搭载800V高压平台和480kW的超快充桩,电量从10%充至80%最快需要15分钟2022年比亚迪Ocean-X 配备800V电驱升压充电技术,续航1000km,5min可续航150km
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2023年特斯拉Cybertruck 搭载800V电压平台
2023年理想W01 搭载800V高压平台,双电机四驱
资料来源:汽车之家,太平洋汽车,各公司,东方财富证券研究所