大功率快充樁成為未來發(fā)展的主流趨勢(shì)

??2022年國內(nèi)充電樁行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模809.6億元，預(yù)計(jì)2023年有望達(dá)到1200億元

??截至2023?年6?月末，國內(nèi)公共交流充電樁124?萬臺(tái)，占比?57.7%，公共直流充電樁?90.8萬臺(tái)，占比?42.3%

高壓快充產(chǎn)業(yè)鏈

上游：充電樁設(shè)備零部件、高壓快充材料端以及相關(guān)零部件等；

中游：直流充電樁、快充動(dòng)力電池、高電壓平臺(tái)等；

下游：應(yīng)用于新能源汽車充電。

??新能源汽車保有量持續(xù)攀升，快速補(bǔ)能需求凸顯

截至2023?年6月末，全國充電樁保有量為665.2萬臺(tái)，同比增加?69.8%。其中，公共充電樁占比?32.3%，私人充電樁占比?67.7%。近年來車樁比整體呈下行趨勢(shì)。截至2023年6?月末，車樁比下行至2.4:1，距離工信部此前規(guī)劃的目標(biāo)“到2025年實(shí)現(xiàn)車樁比2:1，2030年實(shí)現(xiàn)車樁比1:1”尚有較大的差距。

近年來，國內(nèi)充電樁行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模保持增長(zhǎng)趨勢(shì)，市場(chǎng)規(guī)模從2018?年的124.3?億元增長(zhǎng)至2022年的809.6億元，年復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)?60%。預(yù)計(jì)?2023年市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到1200億元。

國內(nèi)公共交直流充電樁占比變化

目前國內(nèi)公共充電樁以交流充電樁為主。截至2023?年6?月末，公共交流充電樁124?萬臺(tái)，占比?57.7%，公共直流充電樁?90.8萬臺(tái)，占比?42.3%。近年來，公共直流充電樁的占比逐年提升，2020年至?2023?年上半年，占比分別為?38.3%、41.0%、42.3%、42.3%。

??高壓快充推廣條件逐步成熟，有望進(jìn)入快速放量期

高壓快充相較于大電流快充，具有高效充電區(qū)間更大、功率峰值更高、技術(shù)難度較小、成本相對(duì)可控等優(yōu)勢(shì)，成為引領(lǐng)快速補(bǔ)能的主流趨勢(shì)。我國新能源汽車面向下一代的大功率充電技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)正在加快制定。伴隨海內(nèi)外頭部車企率先在高端車型應(yīng)用800V高壓平臺(tái)，構(gòu)筑產(chǎn)品差異化競(jìng)爭(zhēng)力。近年來，高壓快充路線受到越來越多主機(jī)廠的青睞，相繼推出或計(jì)劃推出高壓平臺(tái)車型，2023年開始密集上市。高壓平臺(tái)車型將成為未來3-5年的重要趨勢(shì)。

目前大功率快充樁占比低

近年來，我國新增公共直流充電樁的平均功率正在呈逐年上升趨勢(shì)，從2016年的63kW

提升至2020年的132kW。隨著新能源汽車保有量持續(xù)增加以及車輛電池容量不斷提升，快充需求日益凸顯，更大功率的直流充電樁逐步面市。目前已經(jīng)有240kW、360kW、480kW的大功率直流樁實(shí)現(xiàn)出貨，但占比仍很低。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前我國公共直流樁的充電功率普遍在60kW-150kW，占比近九成。單槍150kW?以上的公共直流樁占比僅為5%。而大功率快充樁顯然已經(jīng)成為充電樁行業(yè)未來發(fā)展的主流趨勢(shì)。

??高壓快充帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)性升級(jí)

高壓快充是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，從電動(dòng)車三電到充電樁到電網(wǎng)層面需要進(jìn)行系統(tǒng)性升級(jí)，對(duì)樁端和車端都提出了更高的要求，相關(guān)材料體系和核心部件的替換升級(jí)將帶來整體價(jià)值增量。

-在充電樁端，主要體現(xiàn)在對(duì)大功率充電模塊的需求增加以及對(duì)大功率充電時(shí)的熱管理要求更高，液冷散熱系統(tǒng)更為適配。

-在車端，主要體現(xiàn)在對(duì)高壓組件大三電小三電提出了更高的要求，整車高壓架構(gòu)主要部件迭代升級(jí)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：SiC功率器件替代IGBT趨勢(shì)；高壓系統(tǒng)零部件安全性能升級(jí)；電池材料與電池包熱管理升級(jí)。

高壓快充促進(jìn)樁端和車端核心部件升級(jí)

高壓快充是一個(gè)高度復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，從電動(dòng)車三電到充電樁到電網(wǎng)層面需要進(jìn)行系統(tǒng)性升級(jí)，而系統(tǒng)性升級(jí)對(duì)樁端和車端都提出了更高的要求，相關(guān)材料體系和核心部件的替換升級(jí)將帶來整體價(jià)值增量。

（一）直流充電樁：大功率+液冷

在充電樁端，主要體現(xiàn)在對(duì)大功率充電模塊的需求增加以及對(duì)大功率充電時(shí)的熱管理要求更高。

直流充電樁成本結(jié)構(gòu)

從直流充電樁的成本結(jié)構(gòu)來看，充電模塊和充電槍、線占比較大，分別占比41%和21%，是充電樁的核心部件。其次是外殼、主控板、接觸器、繼電器、電表，占比分別為14%、7%、2%、2%、1%。

（1）大功率充電模塊

高壓快充需要搭配大功率直流充電樁，大功率直流充電樁需要配置更大功率的充電模塊。今年來隨著充電樁充電功率不斷提高，促進(jìn)充電模塊的主流功率從15-30kW上升至目前的20-40kW。未來隨著240kW/360kW/480kW甚至更大功率的充電樁逐步實(shí)現(xiàn)出貨，對(duì)60-75kW及以上大功率充電模塊的需求有望快速增加。

（2）充電樁液冷系統(tǒng)

大功率直流充電對(duì)充電樁的熱管理要求更高。傳統(tǒng)風(fēng)冷一體化充電樁存在故障率高、功率利用率低、效率低、噪音大等問題。目前行業(yè)內(nèi)已推出全新的全液冷超充解決方案，主機(jī)系統(tǒng)、功率模塊、充電終端全鏈路采用液冷散熱技術(shù)。對(duì)比傳統(tǒng)的風(fēng)冷散熱充電模塊，液冷充電模塊是全封閉設(shè)計(jì)，有效隔絕灰塵、易燃易爆氣體，防護(hù)性高，因而可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于風(fēng)冷散熱。另外，液冷散熱也應(yīng)用在充電槍以及充電線纜上，通過在充電槍及電纜內(nèi)部增加冷卻液管道，達(dá)到較好散熱效果。

綜合而言，高壓快充的推廣將帶來充電樁核心部件充電模塊、充電槍+線等升級(jí)適配。未來大功率液冷充電模塊、液冷充電槍的需求有望快速增加，同時(shí)，液冷超充的技術(shù)壁壘較高，核心部件的升級(jí)將帶來價(jià)值增量，具備相關(guān)技術(shù)儲(chǔ)備的設(shè)備生產(chǎn)商將受益。

（二）整車高壓架構(gòu)主要部件迭代升級(jí)

在車端，主要體現(xiàn)在對(duì)高壓組件包括大三電（電池、電機(jī)、電控）和小三電（OBC、PDU、DC/DC）等提出了更高的要求，包括電池材料、功率半導(dǎo)體升級(jí)，以及高壓組件耐高壓、絕緣和電磁兼容性等屬性，相關(guān)部件需要重新選型適配。

整車高壓架構(gòu)主要部件迭代升級(jí)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

（1）SiC功率器件替代IGBT趨勢(shì)

高壓快充的電壓系統(tǒng)要求相關(guān)功率器件降低損耗提高效率，對(duì)功率半導(dǎo)體要求嚴(yán)苛，因而帶動(dòng)功率器件替換升級(jí)。其中最重要的趨勢(shì)是，大三電小三電中電控逆變器、OBC、DC/DC由SiC?基功率器件替換Si?基功率器件，主要系由于電動(dòng)車高壓化趨勢(shì)在集成化和穩(wěn)定性上對(duì)電源類產(chǎn)品的性能提出更高要求。相比Si基器件，?SiC功率器件體積更小、頻率更高、開關(guān)損耗更小、轉(zhuǎn)化效率更高，可以提升電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在高壓、高溫環(huán)境下運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性、可靠性，是高壓快充平臺(tái)車型功率器件的首選。

（2）高壓系統(tǒng)零部件安全性能升級(jí)

高壓快充會(huì)導(dǎo)致整車高功率密度提升，運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷更大，對(duì)絕緣、電磁兼容性以及熱管理的要求提升，因而整車高壓系統(tǒng)零部件在性能和安全方面需要升級(jí)。相關(guān)器件包括高壓連接器、高壓直流繼電器、薄膜電容、熔斷器、數(shù)字隔離芯片等在數(shù)量和性能上都有提升需求。

（3）電池材料與電池包熱管理升級(jí)

快充型動(dòng)力電池對(duì)于正極、負(fù)極、電解液、隔膜等均提出新的要求，目前的主要瓶頸在于負(fù)極材料的析鋰，在高壓快充過程中，可能會(huì)存在鋰枝晶析出刺穿隔膜而引起電池內(nèi)短路的發(fā)生。隨著快充電池的需求增加，硅基負(fù)極材料是一個(gè)新的發(fā)展方向。由于高壓快充會(huì)導(dǎo)致電池包的發(fā)熱量大幅增加，因而電池包熱管理系統(tǒng)對(duì)于提升整車充電性能亦至關(guān)重要。

來源：?ForceInstitute?、東莞證券?分析師：黃秀瑜

編輯：黃飛

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