一文讀懂 | 新能源汽車車載電源深度解析

車載電源是新能源汽車的核心零部件之一。本文從車載電源的作用、構(gòu)成、技術(shù)趨勢(shì)、市場(chǎng)空間及產(chǎn)業(yè)鏈，對(duì)其進(jìn)行全方位解析。我們看好快充車滲透率提升帶來的車載電源升級(jí)需求。

核心觀點(diǎn)

車載電源：電動(dòng)車能量轉(zhuǎn)換的核心，快充趨勢(shì)下有望帶來升級(jí)需求

車載電源是新能源汽車的核心零部件之一，一輛純電動(dòng)汽車一般配備一臺(tái)OBC和一臺(tái)車載DC/DC變換器。OBC將外部輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出給電池，DC/DC銜接高壓動(dòng)力電池與車載低壓系統(tǒng)，為低壓用電器供電。800V快充趨勢(shì)下，OBC向大功率（11kW、22kW等）、雙向充電發(fā)展，DC/DC可靠性要求升級(jí)、用量或增加。我們看好快充車滲透率提升帶來的車載電源升級(jí)需求。

三電系統(tǒng)能量樞紐，集成/雙向充電/高電壓/新材料應(yīng)用為趨勢(shì)

車載電源集成產(chǎn)品已成為行業(yè)主流產(chǎn)品，2021年國內(nèi)集成產(chǎn)品占比達(dá)50%。車載電源的生產(chǎn)流程包括表面貼裝（SMT）、插件（DIP）、組裝、測(cè)試四個(gè)環(huán)節(jié)，性能指標(biāo)包括轉(zhuǎn)換效率、功率密度、可靠性等，行業(yè)壁壘主要包括供應(yīng)商資質(zhì)壁壘、技術(shù)與人才壁壘、規(guī)模壁壘等。技術(shù)創(chuàng)新浪潮下，車載電源正面臨著集成化（從物理集成向系統(tǒng)集成演化）、雙向充電（雙向OBC助力V2X功能實(shí)現(xiàn)）、高電壓化（800V快充趨勢(shì)帶來電源系統(tǒng)升級(jí)）、新材料應(yīng)用（引入第三代半導(dǎo)體材料，降本提效）四大發(fā)展趨勢(shì)，高效化發(fā)展訴求明確。

功率半導(dǎo)體成本占比高，預(yù)計(jì)2027年車載電源全球市場(chǎng)規(guī)模593億

從成本構(gòu)成來看，直接材料成本占比高，其中功率半導(dǎo)體為第一大成本，對(duì)車載電源的性能有重要影響。車載電源的價(jià)格主要與產(chǎn)品功率、集成度等相關(guān)，OBC價(jià)格呈逐年下降趨勢(shì)。車載電源行業(yè)的發(fā)展與充電樁的保有量及交流樁的占比高度相關(guān)：（1）從總量來看，政策與市場(chǎng)合力推動(dòng)下，國內(nèi)充電樁的保有量正在快速增長(zhǎng)；（2）從保有量結(jié)構(gòu)來看，交流樁占比維持高位，達(dá)80-90%，短期預(yù)計(jì)將保持穩(wěn)定。我們預(yù)計(jì)2027年全球車載電源市場(chǎng)規(guī)模達(dá)593億元，23-27年CAGR為17.31%。

車載電源市場(chǎng)集中度高，第三方供應(yīng)商占據(jù)主導(dǎo)地位

車載電源行業(yè)的上游為電力電子零部件供應(yīng)商，中游為車載電源供應(yīng)商，下游為整車廠。行業(yè)內(nèi)企業(yè)主要包括三類：（1）整車廠，如特斯拉（新美亞）、比亞迪（弗迪動(dòng)力）；（2）傳統(tǒng)零部件供應(yīng)商Tier 1，如法雷奧、大陸集團(tuán)；（3）第三方供應(yīng)商，如威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技。乘用車OBC市場(chǎng)集中度較高，第三方供應(yīng)商憑借技術(shù)和規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，持續(xù)占據(jù)主導(dǎo)地位。

風(fēng)險(xiǎn)提示：新能源車銷量不及預(yù)期、車載電源行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇、原材料價(jià)格波動(dòng)、提及的產(chǎn)業(yè)鏈公司不代表對(duì)公司研究覆蓋或投資推薦。

正文

車載電源：“三電系統(tǒng)”重要能量樞紐

車載電源：新能源汽車內(nèi)部實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的重要部件

車載電源屬于新能源汽車“電控總成” 中的關(guān)鍵電氣零部件。車載電源一般指車載充電機(jī)（OBC）、車載DC/DC變換器，以及以二合一（OBC、DC/DC集成）、三合一（OBC、DC/DC與高壓配電盒（PDU）集成，也被稱為“小三電”）為代表的車載電源集成產(chǎn)品。較傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車的核心在于“三電系統(tǒng)”（電池總成、電機(jī)總成和電控總成）。電池總成主要包括電池和電池管理系統(tǒng)（BMS）；電機(jī)總成主要包括電機(jī)、電機(jī)控制器等；電控總成包括OBC、車載DC/DC變換器、電動(dòng)空調(diào)、PTC、PDU和其他高壓部件，其中，OBC、車載DC/DC變換器為主要部件。

“小三電”是銜接新能源汽車三種不同電壓、為“三電系統(tǒng)”提供匹配電源的能量樞紐，其失效會(huì)間接導(dǎo)致汽車無法啟動(dòng)。車載電源助力完成電能從汽車外部傳輸至內(nèi)部各部件。從能量的輸入開始來看，OBC的一端連接新能源汽車的充電口，當(dāng)充電樁為新能源汽車充電時(shí)，OBC將外部輸入的民用單相交流電（220V）或工業(yè)用三相交流電（380V）轉(zhuǎn)換為動(dòng)力電池可以使用的直流電壓，充入動(dòng)力電池中。車載DC/DC變換器則將動(dòng)力電池輸出的高壓直流電轉(zhuǎn)換為12V、24V、48V等低壓直流電，為儀表盤、車燈、電動(dòng)轉(zhuǎn)向等低壓車載電器或設(shè)備提供電能。

車載充電機(jī)（OBC）：外部輸入的交流電轉(zhuǎn)直流，為動(dòng)力電池充電

車載充電機(jī)（On-board charger，OBC）是一種電池充電裝置，將外部輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出給電池。OBC用于通過充電補(bǔ)能的新能源汽車，其輸出電壓與車載電池充電要求一致，OBC受控于BMS、VCU，能夠動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)充電電流、電壓參數(shù)，同時(shí)提供充電時(shí)的多種保護(hù)措施。OBC按照電能能否雙向傳遞，可分為單向OBC和雙向OBC，雙向OBC除了為電池充電，還可以將動(dòng)力電池的直流電逆變?yōu)榻涣麟姟⑤斔徒o地面電氣設(shè)備或電網(wǎng)。

OBC一般采用兩級(jí)式架構(gòu)，電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)影響功率密度。OBC按照連接方式，可分為傳導(dǎo)式充電機(jī)和感應(yīng)式充電機(jī)。傳導(dǎo)式是指通過充電線束將電能充入動(dòng)力電池中，感應(yīng)式則是利用電磁轉(zhuǎn)換進(jìn)行電能的無線傳輸。目前以傳導(dǎo)式為主，感應(yīng)式小范圍應(yīng)用于公交車等公共充電領(lǐng)域。傳導(dǎo)式OBC主要分為單級(jí)式和兩級(jí)式，目前兩級(jí)式為主流架構(gòu)，即由兩級(jí)結(jié)構(gòu)組成，前級(jí)AC/DC矯正模塊用于功率因數(shù)校正（APFC），在交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過程中，可減少電能損耗；后級(jí)DC/DC變換模塊用于實(shí)現(xiàn)隔離、調(diào)節(jié)電壓至適用于動(dòng)力電池系統(tǒng)。各級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)影響OBC的功率密度，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指電路中不同類型的功率器件、電磁元件等的連接方式。

OBC主要由APFC電路、功率電路、控制電路等組成。APFC電路對(duì)交流輸入電流進(jìn)行功率校正。功率電路主要由半導(dǎo)體器件、磁性器件以及開關(guān)接口器件等組成?？刂齐娐肥菍?shí)現(xiàn)與電源管理進(jìn)行通信，控制功率變換輸出以及進(jìn)行各種保護(hù)、報(bào)警的裝置。其中，整流橋負(fù)責(zé)完成交流電與直流電的轉(zhuǎn)換，一般由多個(gè)二極管或晶體管構(gòu)成，二極管、晶體管等功率半導(dǎo)體是交流、直流電轉(zhuǎn)換的核心器件。

車載DC/DC變換器：動(dòng)力電池輸出的高壓電轉(zhuǎn)低壓，為低壓部件供電

車載DC/DC變換器是一種銜接高壓動(dòng)力電池與車載低壓系統(tǒng)的裝置，為低壓用電器供電。純電動(dòng)汽車包含動(dòng)力電池和低壓蓄電池兩種電池，動(dòng)力電池是純電動(dòng)汽車的核心驅(qū)動(dòng)力，通過外部電源進(jìn)行充電，可以回收和存儲(chǔ)部分制動(dòng)能量；而車燈、空調(diào)、音響等低壓用電設(shè)備無法直接從高壓動(dòng)力電池取電，而是從低壓蓄電池取電，或通過車載DC/DC變換器從高壓動(dòng)力電池取電，低壓蓄電池中儲(chǔ)存的能量也是通過車載DC/DC變換器從高壓動(dòng)力電池取電獲得。

車載DC/DC變換器通過開關(guān)管調(diào)控電壓。車載DC/DC變換器的一般由開關(guān)管、電感、電容等電子元件組成。DC/DC變換器通過開關(guān)管的打開與關(guān)閉，控制輸入電壓的占空比，實(shí)現(xiàn)對(duì)于輸出電壓的調(diào)節(jié)。當(dāng)高壓電池系統(tǒng)輸出的直流電壓經(jīng)過DC/DC變換器時(shí)，開關(guān)管會(huì)周期性地打開和關(guān)閉，從而使電感和電容在開關(guān)管的控制下，將電壓轉(zhuǎn)換為需要的電壓水平，并在輸出端口輸出穩(wěn)定的電壓。

車載DC/DC變換器以隔離型變換器為主。DC/DC變換器按照輸入和輸出端是否存在電氣隔離，可分為隔離型變換器和非隔離型變換器。隔離型變換器中加入變壓器等隔離元件將高低壓隔離，通過改變變壓器的匝數(shù)比可以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整，安全系數(shù)較高，按照拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不同，分為移相全橋（FSFB）變換器、LLC型諧振變換器等；而非隔離型中沒有隔離元件。目前車載DC/DC變換器以隔離型變換器為主，F(xiàn)SFB的應(yīng)用較多。

車載電源集成產(chǎn)品：以O(shè)BC、DC/DC為核心的集成產(chǎn)品

得益于節(jié)省空間、簡(jiǎn)化布局、提升效率、降低成本等優(yōu)勢(shì)，車載電源集成產(chǎn)品逐漸成為主流產(chǎn)品。車載電源集成產(chǎn)品是指將OBC、車載DC/DC變換器、PDU等多個(gè)部件，通過共享電路、結(jié)構(gòu)件等方式集成后的車載電源系統(tǒng)產(chǎn)品。據(jù)中商產(chǎn)業(yè)研究院，2021年，我國車載電源集成產(chǎn)品占比已達(dá)50%，OBC占比35.7%，DC/DC變換器占比14.3%。

轉(zhuǎn)換效率、功率密度、可靠性等為主要性能指標(biāo)

車載電源的生產(chǎn)流程包括表面貼裝（SMT）、插件（DIP）、組裝、測(cè)試四個(gè)環(huán)節(jié)。據(jù)富特科技招股說明書，雖然不同車載電源產(chǎn)品在產(chǎn)品形態(tài)、集成方案、技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等方面存在差異，但原材料、研發(fā)技術(shù)、設(shè)計(jì)方案具有相似性，所以工藝流程也基本相似，主要都包括：1）SMT段：包括自動(dòng)上板、激光鐳雕、錫膏印刷與檢測(cè)、貼片、回流焊接、自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)等工序；2）DIP段：包括波峰焊、電路檢測(cè)、功能檢測(cè)、噴三防漆、點(diǎn)膠等工序；3）組裝段：包括組裝、功能初測(cè)等工序；4）測(cè)試段：包括功能終測(cè)、老化測(cè)試、氣密測(cè)試、包裝等工序。

車載電源的性能指標(biāo)包括轉(zhuǎn)換效率、功率密度、可靠性等。1）轉(zhuǎn)換效率：輸出功率與輸入功率之比。OBC和DC/DC變換器的轉(zhuǎn)換效率分別代表動(dòng)力電池充電和電壓轉(zhuǎn)換過程中的能耗水平。轉(zhuǎn)換效率越高，則能量損耗越少。提升轉(zhuǎn)換效率的方式主要包括功率半導(dǎo)體等關(guān)鍵元件的更新迭代，以及電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化。根據(jù)《GB/T 40432-2021電動(dòng)汽車用傳導(dǎo)式車載充電機(jī)》標(biāo)準(zhǔn)，轉(zhuǎn)換效率分為90%~＜92%、92%~＜94%、≥94%三個(gè)級(jí)別。目前業(yè)內(nèi)頭部企業(yè)可以做到≥96%，根據(jù)富特科技招股說明書，其OBC的最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)96%。

2）功率密度：車載電源的額定功率與體積或重量之比。功率密度越高，則電能轉(zhuǎn)換更高效、材料成本更低。根據(jù)富特科技招股說明書，其車載高壓電源系統(tǒng)的功率密度可達(dá)3.2kW/L，為行業(yè)較高水平。功率密度的提升主要通過提高功率，以及減小體積或重量?jī)纱笸緩健Ｔ诠β史矫?，可以通過提高功率、轉(zhuǎn)換效率來實(shí)現(xiàn)，對(duì)于OBC，A00級(jí)以上乘用車上的輸出功率以3.3kW（輸入220VAC/16A，輸出200V-400VDC/10A）、6.6kW（輸入220VAC/32A，輸出200V-400VDC/20A）為主。6.6kW代表容量為66kWh的電池充滿電需要10小時(shí)。跟據(jù)迪龍電源官微，輸出功率大于5kW的OBC占據(jù)市場(chǎng)較大份額。對(duì)于DC/DC變換器，乘用車用功率一般在0.5-2kW。在減小體積或重量方面，主要通過集成化來實(shí)現(xiàn)。

3）可靠性：包括抗振動(dòng)、耐高/低溫、耐腐蝕、電磁兼容、使用壽命等方面的要求，降低故障率。對(duì)于DC/DC變換器，其使用頻率與工作時(shí)長(zhǎng)比OBC長(zhǎng)，可靠性要求更高，同時(shí)由于功率較大的負(fù)載投切時(shí)低壓母線上的負(fù)載電流將產(chǎn)生較大階躍，DC/DC變換器需要快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，一般要求其輕滿載切換的響應(yīng)時(shí)間達(dá)到10ms以內(nèi)。

車載電源行業(yè)的壁壘在于供應(yīng)商資質(zhì)、技術(shù)與人才、規(guī)模等。1）供應(yīng)商資質(zhì)壁壘：整車廠會(huì)對(duì)供應(yīng)商進(jìn)行嚴(yán)格的資質(zhì)認(rèn)證，認(rèn)證周期長(zhǎng)、難度大。2）技術(shù)與人才壁壘，配合客戶定制化需求：①整車廠對(duì)車載電源產(chǎn)品的功率密度、轉(zhuǎn)化效率等核心指標(biāo)有非常高的要求，其還需與車內(nèi)其他零部件互相兼容，需要企業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的技術(shù)迭代。②車載電源是一種跨學(xué)科、綜合性產(chǎn)品，交叉融合了電力電子、自動(dòng)控制、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)等技術(shù)，對(duì)技術(shù)人員要求較高，具有人才壁壘，例如高頻大功率開關(guān)電源技術(shù)、整車電磁兼容技術(shù)、可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)均有較高難度。③在高壓化、集成化等行業(yè)趨勢(shì)下，車載電源生產(chǎn)企業(yè)需要持續(xù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行迭代升級(jí)，技術(shù)壁壘還會(huì)在此過程中不斷積累。3）規(guī)模壁壘：規(guī)?；a(chǎn)有利于降低成本，提升企業(yè)盈利能力。

技術(shù)趨勢(shì)：集成/雙向充電/高電壓/新材料應(yīng)用

車載電源的技術(shù)趨勢(shì)包括集成化、雙向充電、高電壓化、第三代半導(dǎo)體應(yīng)用等，高效化發(fā)展訴求明確。

集成化：從物理集成向系統(tǒng)集成演化

車載電源的集成化符合新能源汽車輕量化需求，在產(chǎn)品生產(chǎn)、整車制造、售后維修、整車性能等多方面都具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。1）通過共用部分電路、共用控制芯片等方式，可以節(jié)省物料、減小體積和重量、降低成本；2）在產(chǎn)品開發(fā)方面，集成化可以避免軟件重復(fù)開發(fā)，有利于在統(tǒng)一軟件架構(gòu)下開發(fā)，可以提高效率；3）在整車生產(chǎn)方面，集成化減少了零部件數(shù)量，有利于降低生產(chǎn)管理難度，提高生產(chǎn)效率和整車性能；4）在售后服務(wù)方面，集成化減少了零部件數(shù)量，可以降低售后服務(wù)壓力；5）從消費(fèi)者視角，集成化有利于優(yōu)化空間布局，提升乘坐體驗(yàn)和儲(chǔ)物能力。

目前車載電源的集成方式主要包括物理集成、磁集成等。較獨(dú)立運(yùn)行的產(chǎn)品，集成化的產(chǎn)品在減小體積、降低成本的同時(shí)，需要保留各部分原有功能。物理集成共用殼體和濾波電路，但是整體結(jié)構(gòu)仍較大。磁集成除了物理集成，還可以通過從拓?fù)鋵用娓淖兇啪W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減小電路磁元件使用數(shù)量，實(shí)現(xiàn)電氣集成。

磁集成技術(shù)是指將變換器中的兩個(gè)或多個(gè)分立磁件，如電感、變壓器等，繞制在一副磁芯上，利用單個(gè)磁元件實(shí)現(xiàn)多個(gè)磁元件功能的集成。磁集成技術(shù)磁性元件是車載電源中重要的功能元件，具備能量?jī)?chǔ)存與轉(zhuǎn)換、濾波、電氣隔離等功能，影響電源輸出動(dòng)態(tài)性能和輸出紋波。其重量占變換器總重的30-40%，體積占20-30%。磁集成技術(shù)的運(yùn)用，可以有效減小磁件的體積、重量，降低磁件損耗，提高電源的功率密度、效率和輸出品質(zhì)。

利用電器原理的通融和共用特性，進(jìn)一步將功率部件、軟件等融合，集成范圍不斷拓展。除了最常見的二合一、三合一，部分企業(yè)進(jìn)行了進(jìn)一步迭代，形成了大三電（驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電控、減速器）+小三電集成所形成的“六合一”產(chǎn)品，以及進(jìn)而與BMS、整車控制器等集成所形成的“七合一”“八合一”“十合一”等產(chǎn)品，集成范圍不斷拓展。2023年4月，華為推出十合一超融合A級(jí)車動(dòng)力域模塊，通過芯片融合、功率融合、功能融合和域控融合，實(shí)現(xiàn)BOM數(shù)量降低40%，芯片數(shù)量降低60%。

雙向充電：雙向OBC助力V2X功能實(shí)現(xiàn)

雙向OBC可以滿足新能源汽車雙向充放電的需要。傳統(tǒng)的OBC只能為動(dòng)力電池充電，而不能實(shí)現(xiàn)向外供電。雙向OBC可實(shí)現(xiàn)的功能包括V2L（Vehicle-to-load，車對(duì)負(fù)載）、V2V（Vehicle-to-vehicle，車對(duì)車）、V2G（Vehicle-to-grid，車對(duì)電網(wǎng)）等。一方面，OBC作為移動(dòng)電源、應(yīng)急電源向其他負(fù)載或其他新能源汽車供電，使得新能源汽車具備移動(dòng)分布式儲(chǔ)能設(shè)備的功能；另一方面，可以實(shí)現(xiàn)新能源汽車與電網(wǎng)之間的能量互動(dòng)，用電低谷時(shí)用較低的電價(jià)給汽車充電并儲(chǔ)存電量，在用電高峰期把電力賣給電網(wǎng)，賺取差價(jià)收益，助力削峰填谷。

綱領(lǐng)性文件出臺(tái)，V2G或加速發(fā)展。2024年1月4日，國家發(fā)改委等四部門發(fā)布《關(guān)于加強(qiáng)新能源汽車與電網(wǎng)融合互動(dòng)的實(shí)施意見》，提出到2025年，我國車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系初步建成；到2030年，我國車網(wǎng)互動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系基本建成，市場(chǎng)機(jī)制更加完善，車網(wǎng)互動(dòng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，智能有序充電全面推廣，新能源汽車成為電化學(xué)儲(chǔ)能體系的重要組成部分，力爭(zhēng)為電力系統(tǒng)提供千萬千瓦級(jí)的雙向靈活性調(diào)節(jié)能力。目前，V2G在技術(shù)層面上已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，但商業(yè)模式仍不清晰。

高電壓化：800V快充趨勢(shì)帶來電源系統(tǒng)升級(jí)需求

高電壓架構(gòu)下，OBC向11kW、22kW等大功率方向發(fā)展。高電壓趨勢(shì)下，OBC將逐從3.3kW、6.6kW的低功率單相系統(tǒng)，向可以滿足800V等更高架構(gòu)下充電需求的11kW、22kW等大功率方向發(fā)展。在OBC的前級(jí)PFC模塊中，11kW、22kW的情形下，輸入電流從單相220V交流電變?yōu)槿?80V交流電。在后級(jí)DC/DC變換模塊中，相較于400V，800V架構(gòu)下MOSFET耐壓從650V或750V提升至1200V。

新能源汽車的充電方式包括交流慢充、直流快充，對(duì)應(yīng)充電樁的直流樁和交流樁，直流樁是三相電通過功率轉(zhuǎn)化模塊（AC/DC）轉(zhuǎn)換成可以給電池充電的交流電；交流樁即兩相電/三相電通過OBC給電池充電。所以只有使用交流電充電（慢充）時(shí)需要使用OBC。

中短期內(nèi)直流快充對(duì)OBC用量的影響有限。考慮到1）目前存量充電樁以交流樁為主（占比80-90%），快充基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、用戶習(xí)慣的轉(zhuǎn)變需要時(shí)間；2）根據(jù)中國汽車工程學(xué)會(huì)《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，要構(gòu)建慢充普遍覆蓋、快充（換電）網(wǎng)絡(luò)化部署來滿足不同充電需求的立體充電體系，規(guī)劃到2025/2030/2035年慢充端口保有量達(dá)到1300萬/7000萬/1.5億端以上，公共快充端口保有量達(dá)到80萬/128萬/146萬端。這意味著，未來交流慢充與直流快充將協(xié)同發(fā)展，交流慢充憑借低成本等優(yōu)勢(shì)仍為主流；3）雙向OBC帶來V2G等功能，重建或者額外增加OBC將新增成本。我們預(yù)計(jì)短期內(nèi)仍將隨車配備一臺(tái)OBC。

長(zhǎng)期來看，直流快充的普及對(duì)OBC或有一定替代作用。1）隨著高壓快充直流樁的全面鋪開，對(duì)于交流充電的需求減少；2）高電壓架構(gòu)下對(duì)于OBC可靠性的要求提升，而OBC故障率高、維修成本高。目前已有部分整車廠開始嘗試“去OBC”。2021年，蔚來在推出的ET7車型上首次取消了交流充電口，且后續(xù)新車型也沿用了該設(shè)計(jì)。2023年10月上市的極越01也取消了交流充電口。此外，對(duì)于家用的交流充電樁，也可能將OBC從車上取消、遷移至充電樁內(nèi)部；加拿大Hillcrest推出了一款不需要OBC也可以實(shí)現(xiàn)交流慢充與對(duì)外放電的高效逆變器解決方案。整體來看，未來的方案尚不明確。

直流快充或?qū)⑻嵘鼶C/DC的單車價(jià)值量及用量。一方面，800V高壓系統(tǒng)下，對(duì)耐壓（需要具備寬輸入寬輸出能力）和絕緣的可靠性設(shè)計(jì)要求更高，產(chǎn)品升級(jí)將帶來價(jià)值量的提升；另一方面，DC/DC的單車用量可能增加。據(jù)聯(lián)合電子官微，目前有五種常見的800V高壓架構(gòu)升級(jí)方案，方案一（車載部件全系800V，電驅(qū)升壓兼容400V直流樁）具有綜合優(yōu)勢(shì)，短期有望快速推廣。此外，方案二（車載部件全系800V，新增DC/DC，兼容400V直流樁）、方案四（僅直流快充相關(guān)部件為800V，其余部件維持400V，新增DC/DC）均需新增一個(gè)DC/DC，即單車價(jià)值量增加約1000元，這兩種方案在未來也有可能推廣。

新材料應(yīng)用：引入第三代半導(dǎo)體材料，降本提效

功率半導(dǎo)體的主要功能是實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備的電能變換和電路控制，對(duì)車載電源的性能有重要影響。功率半導(dǎo)體主要包括分立器件和集成電路（IC），分立器件主要是功率器件，包括晶體管（IGBT、MOSFET等）、二極管、三極管、晶閘管等；IC包括模擬IC、邏輯IC等。有時(shí)也專稱功率器件為“功率半導(dǎo)體”。功率半導(dǎo)體的技術(shù)壁壘較高，以常見的功率器件IGBT為例，由于開關(guān)頻率高，對(duì)其可靠性的要求通常較高；在保證可靠性的前提下，還需要盡可能降低導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，以提升功率密度，這對(duì)供應(yīng)商的技術(shù)水平提出了較高要求。

從功率半導(dǎo)體的材料來看，車載電源中碳化硅取代傳統(tǒng)硅基已成為大勢(shì)所趨，已有部分企業(yè)在OBC、DC/DC中使用。第三代半導(dǎo)體材料是指碳化硅（SiC）、氮化鎵（GaN）、氧化鋅（ZnO）、金剛石、氮化鋁（AlN）等寬禁帶半導(dǎo)體材料，一般禁帶寬度（Eg）>2.3eV。不同代際的半導(dǎo)體之間并非技術(shù)替代的關(guān)系，而是由于材料不同，應(yīng)用場(chǎng)景有所區(qū)別。第三代半導(dǎo)體材料具有高功率特性、高效率和低損耗特性、高頻率特性等優(yōu)勢(shì)，更適合用于制作高溫、高頻、大功率、抗輻射器件，因而廣泛應(yīng)用于光電子器件、電力電子器件等領(lǐng)域。其中，SiC是目前應(yīng)用最成熟的第三代半導(dǎo)體材料，其次是GaN，而ZnO、金剛石、AlN等材料的相關(guān)研究尚處于起步階段。從應(yīng)用端來看，比亞迪、特斯拉、豐田、吉利、上海大眾等車企已經(jīng)開始在OBC、DC/DC中使用SiC MOSFET。

據(jù)Wolfspeed官網(wǎng)披露的數(shù)據(jù)，SiC系統(tǒng)的成本比Si系統(tǒng)低近20%。Si系統(tǒng)的成本更高主要是因?yàn)镈C/DC模塊中的柵極驅(qū)動(dòng)和磁性元件數(shù)量相對(duì)較多。雖然較單個(gè)Si基二極管和功率晶體管，分立式SiC基功率器件的成本更高；但在系統(tǒng)中采用時(shí)，SiC器件的性能可減少所需元件的數(shù)量，從而降低電路元件成本以滿足支持各種功率器件功能的要求。除了成本節(jié)約外，SiC系統(tǒng)在3kW/L的功率密度下可實(shí)現(xiàn)97%的峰值系統(tǒng)效率，而使用Si的OBC僅可在2kW/L的功率密度下實(shí)現(xiàn)95%的效率，這一系統(tǒng)效率的提升可為消費(fèi)者帶來每年平均40美元的能源節(jié)約。

市場(chǎng)空間：2027年全球市場(chǎng)規(guī)模達(dá)593億元

直接材料成本占比高，OBC價(jià)值量逐年下降

直接材料成本占比高，功率半導(dǎo)體為第一大材料成本。直接材料在車載電源產(chǎn)品成本中占比高達(dá)80-90%。據(jù)公司招股說明書，2022年，威邁斯、富特科技主營(yíng)業(yè)務(wù)成本中直接材料占比分別為87.25%、85.30%。車載電源行業(yè)的上游主要為電力電子零部件行業(yè)，包括功率半導(dǎo)體、結(jié)構(gòu)件、阻容器件、磁元件等，其中，功率半導(dǎo)體是直接材料中的第一大成本，占比約20%。

車載電源的價(jià)格與功率、集成度相關(guān)，OBC價(jià)格呈逐年下降趨勢(shì)。以威邁斯為例，據(jù)威邁斯招股說明書，2020-2022年，其車載電源集成產(chǎn)品平均售價(jià)分別為2613.11元、2204.64元、2399.34元（平均約為2500元），OBC平均售價(jià)分別為2468.23元、2020.81元、1724.36元（平均約為2000元），車載DC/DC變換器平均售價(jià)分別為1107.55元、1008.46元、993.76元（平均約為1000元）。對(duì)于2024年，我們預(yù)計(jì)碳化硅價(jià)格下降將進(jìn)一步帶來使用碳化硅的車載電源產(chǎn)品價(jià)格下降，碳化硅的導(dǎo)入有望提速。

交流樁占比維持穩(wěn)定，車載電源市場(chǎng)空間廣

車載電源行業(yè)的發(fā)展與充電樁的保有量及交流樁占比高度相關(guān)。新能源汽車主要包括純電動(dòng)汽車（BEV）、增程式電動(dòng)汽車（REEV）、插電式混合動(dòng)力汽車（PHEV）、燃料電池汽車（FCEV）四類。目前，以BEV為主、REEV和PHEV為輔的新能源汽車市場(chǎng)結(jié)構(gòu)已基本形成，而FCEV尚未得到充分發(fā)展。在此背景下，充電樁的保有量及交流樁的占比成為車載電源行業(yè)發(fā)展過程中所面臨的重要變量。

政策與市場(chǎng)合力，充電樁保有量快速增長(zhǎng)。完善充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將有助于緩解補(bǔ)能焦慮，促進(jìn)新能源汽車滲透率的提升。1）政策方面：2020年5月，《2020年政府工作報(bào)告》正式將充電樁納入七大“新基建”產(chǎn)業(yè)。數(shù)量規(guī)劃上，從2022年1月《國家發(fā)展改革委等部門關(guān)于進(jìn)一步提升電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實(shí)施意見》中所提出的滿足2000萬輛電動(dòng)車的目標(biāo)，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檫_(dá)到車樁比1:1的動(dòng)態(tài)指引。2）需求方面：近年來，我國新能源汽車市場(chǎng)蓬勃發(fā)展，據(jù)公安部數(shù)據(jù)，2023年全國新能源汽車保有量達(dá)2041萬輛，為2018年末261萬輛的7.8倍。充電需求也由此不斷增加，據(jù)EVCIPA， 2023年全國新能源汽車充電樁保有量達(dá)859.6萬臺(tái)，為2018年末77.7萬臺(tái)的11倍。

交流樁占比維持高位，我們預(yù)計(jì)中短期內(nèi)保持穩(wěn)定。交流電充電與直流電充電各有優(yōu)缺點(diǎn)，直流電充電的功率高、速度快，但占地面積大、建設(shè)成本高、配電要求高，一般適用于高速服務(wù)區(qū)快充站、公交車和出租車集中充電站等專用充電站場(chǎng)景；交流充電雖然速度較慢，但具有占地面積小、配電要求低、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，覆蓋了日常生活中的絕大多數(shù)場(chǎng)景，短期仍占據(jù)主流地位。據(jù)EVCIPA，2018-2023年，我國交流充電樁占比維持在80-90%，且相對(duì)穩(wěn)定。其中，私人充電樁占全國充電樁保有量約60%，是充電樁的主要構(gòu)成部分，且均為交流充電樁。在此背景下，整車配備交流充電裝置已成為新能源汽車行業(yè)的慣例，以O(shè)BC為核心組成之一的車載電源市場(chǎng)空間廣闊。

2027E全球車載電源市場(chǎng)規(guī)模達(dá)593億元，23-27年CAGR達(dá)17.31%。車載電源行業(yè)隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展而興起。對(duì)于新能源乘用車銷量，沿用我們2023年12月29日外發(fā)報(bào)告《鋰電材料復(fù)盤與2024年展望》中的預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)。對(duì)于單車價(jià)值量，在乘用車領(lǐng)域，我們參考頭部企業(yè)威邁斯的車載電源集成產(chǎn)品價(jià)格2400元為2022年行業(yè)均價(jià)，按照每年同比下降5%/5%/3%/3%/2%來預(yù)測(cè)未來單價(jià)。針對(duì)800V高壓平臺(tái)場(chǎng)景，參考《中國高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告（2023-2025）》中的數(shù)據(jù)，假設(shè)帶來800元增量。假設(shè)每輛車配備一臺(tái)OBC+DC/DC集成產(chǎn)品，計(jì)算得出市場(chǎng)規(guī)模預(yù)測(cè)值。商用車領(lǐng)域，考慮到大多數(shù)商用車已經(jīng)“去OBC”化，且新能源商用車市場(chǎng)遠(yuǎn)小于乘用車，故在上述估算中忽略不計(jì)。我們預(yù)計(jì)，2027年車載電源全球市場(chǎng)規(guī)模為593億元，23-27年CAGR為17.31%。

產(chǎn)業(yè)鏈：市場(chǎng)集中度高，第三方供應(yīng)商占主導(dǎo)

車載電源行業(yè)的上游為電力電子零部件供應(yīng)商，中游為車載電源供應(yīng)商，下游為整車廠。行業(yè)內(nèi)企業(yè)主要包括三類：1）整車廠，如特斯拉（新美亞）、比亞迪（弗迪動(dòng)力），由于進(jìn)入行業(yè)較早，形成了垂直一體化的供應(yīng)鏈模式，但隨著第三方供應(yīng)商的發(fā)展，整車廠已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向第三方供應(yīng)商進(jìn)行采購；2）傳統(tǒng)燃油車零部件供應(yīng)商Tier 1，如法雷奧、大陸集團(tuán)，憑借技術(shù)積累，從傳統(tǒng)燃油車零部件切入新能源汽車零部件領(lǐng)域；3）第三方供應(yīng)商，如威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技，基于電力電子領(lǐng)域的技術(shù)積累，轉(zhuǎn)型進(jìn)入新能源汽車零部件領(lǐng)域。

國內(nèi)乘用車OBC市場(chǎng)集中度高，第三方供應(yīng)商占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)NE Times數(shù)據(jù)，2020-2023年，中國乘用車OBC（含集成產(chǎn)品）的CR3由43.2%提升至61.1%，CR10由87.8%提升至92.60%，市場(chǎng)集中度進(jìn)一步加強(qiáng)。其中，威邁斯、富特科技、欣銳科技等第三方供應(yīng)商持續(xù)占據(jù)頭部地位，其面臨良好發(fā)展機(jī)遇，1）第三方供應(yīng)商一般會(huì)同時(shí)為多個(gè)整車廠的多款車型供應(yīng)車載電源，有利于技術(shù)積累和方案儲(chǔ)備，開發(fā)效率更高，具有規(guī)模經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)；2）在造車新勢(shì)力崛起、互聯(lián)網(wǎng)科技公司切入新能源賽道的背景下，這兩類客戶由于相對(duì)缺乏產(chǎn)業(yè)鏈積累，更傾向于選擇專業(yè)的第三方供應(yīng)商。

第三方供應(yīng)商：頭部企業(yè)各有千秋、陸續(xù)上市

車載電源第三方供應(yīng)商包括威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技等。英搏爾、欣銳科技分別于2017年、2018年在創(chuàng)業(yè)板上市，威邁斯于2023年7月在科創(chuàng)板上市，富特科技正處于IPO申報(bào)階段。

威邁斯：國內(nèi)乘用車OBC出貨量第一的第三方供應(yīng)商，磁集成降本見成效。威邁斯成立于2005年，產(chǎn)品包括車載電源系列、電機(jī)控制器、電驅(qū)總成，以及液冷充電樁模塊等。2017年成功量產(chǎn)車載電源集成產(chǎn)品，成為業(yè)內(nèi)最早實(shí)現(xiàn)OBC、DC/DC和其他部件集成的廠商之一。800V車載電源集成產(chǎn)品已獲得小鵬、理想、嵐圖等客戶定點(diǎn)，其中小鵬G9于2022年上市，為國內(nèi)首批800V高壓平臺(tái)車型之一。公司磁集成技術(shù)領(lǐng)先，通過磁集成方案實(shí)現(xiàn)功率級(jí)整合，實(shí)現(xiàn)重量降低、體積減小、成本降低；應(yīng)用碳化硅的產(chǎn)品已有一定規(guī)模。公司積極進(jìn)行海外布局，已向Stellantis集團(tuán)量產(chǎn)銷售車載電源集成產(chǎn)品，并取得雷諾、阿斯頓馬丁、法拉利等海外車企定點(diǎn)，是行業(yè)內(nèi)最早向境外知名整車廠出口的境內(nèi)廠商之一。

欣銳科技：攜手碳化硅頭部企業(yè)布局碳化硅電源方案，開拓大功率市場(chǎng)。欣銳科技成立于2005年，產(chǎn)品包括車載電源系列、大功率充電產(chǎn)品、氫能與燃料電池專用產(chǎn)品（DCF）等。2017年開始與小鵬合作，已配套了小鵬P7i、G6等車型，且是G6車型車載電源的獨(dú)家供應(yīng)商。公司SiC材料布局領(lǐng)先，2013年將科銳（CREE，現(xiàn)更名為Wolfspeed）的SiC方案正式應(yīng)用于車載電源產(chǎn)品中；2023年與Wolfspeed簽署合作協(xié)議，推進(jìn)SiC MOSFET在新能源汽車及充電樁領(lǐng)域的應(yīng)用，與安森美共同打造的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室投入使用。海外布局方面，2023年11月公告與偉世通在美國組建合資公司從事聯(lián)合開發(fā)的汽車零部件產(chǎn)品的制造和供應(yīng)。

富特科技：深度布局車載電源集成產(chǎn)品，技術(shù)指標(biāo)領(lǐng)先。富特科技成立于2011年，產(chǎn)品包括車載電源系列，以及液冷超充樁電源模塊、智能直流充電樁電源模塊等非車載高壓電源系統(tǒng)。公司是目前國內(nèi)少數(shù)同時(shí)布局車載高壓電源系統(tǒng)和非車載高壓電源系統(tǒng)的企業(yè)，關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，OBC覆蓋3.3kW/6.6kW/11kW/22kW，DC/DC覆蓋0.5kW-5kW，OBC最高轉(zhuǎn)換效率可達(dá)96%，車載高壓電源系統(tǒng)的功率密度可達(dá)3.2kW/L。

英搏爾：發(fā)力電驅(qū)與電源總成產(chǎn)品，技術(shù)水平與出貨量排名位居前列。英搏爾成立于2005年，主要產(chǎn)品包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電機(jī)、電控等。公司是國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域少數(shù)同時(shí)具備驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電源系統(tǒng)兩大產(chǎn)品矩陣的頭部企業(yè)，六合一動(dòng)力系統(tǒng)產(chǎn)品（集成驅(qū)動(dòng)總成和電源總成）技術(shù)領(lǐng)先、量產(chǎn)交付能力強(qiáng)。800V方面，公司已推出基于800V高壓架構(gòu)的高功率密度的第三代電源總成產(chǎn)品。

對(duì)比四家企業(yè)可以發(fā)現(xiàn)：1）從營(yíng)收和歸母體量來看，威邁斯保持領(lǐng)先。2020-2022年，威邁斯?fàn)I業(yè)收入分別為6.57億元、16.95億元、38.33億元，歸母凈利潤(rùn)分別為0.06億元、0.75億元、2.95億元，持續(xù)快速增長(zhǎng)；2）從車載電源集成產(chǎn)品毛利率來看，威邁斯、富特科技基本相當(dāng)，高于欣銳科技。欣銳科技毛利率較低主要由于受下游客戶以及自身經(jīng)營(yíng)等因素影響，其產(chǎn)能及規(guī)模優(yōu)勢(shì)未能得到充分發(fā)揮所致；3）從主要客戶來看，各家均獲得了優(yōu)質(zhì)的客戶資源，威邁斯積極進(jìn)行海外布局，踐行“走出去”戰(zhàn)略，是最早向境外知名整車廠出口的境內(nèi)廠商之一；4）從第三代半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用來看，各家均有布局，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。

注：轉(zhuǎn)載至 網(wǎng)絡(luò) 文中觀點(diǎn)僅供分享交流，不代表貞光科技立場(chǎng)，如涉及版權(quán)等問題，請(qǐng)您告知，我們將及時(shí)處理