大功率快充樁成為未來發(fā)展的主流趨勢

??2022年國內(nèi)充電樁行業(yè)市場規(guī)模809.6億元，預(yù)計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，占比?57.7%，公共直流充電樁?90.8萬臺，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、快充動力電池、高電壓平臺等；

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，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。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年實現(xiàn)車樁比2:1，2030年實現(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)市場規(guī)模保持增長趨勢，市場規(guī)模從2018?年的124.3?億元增長至2022年的809.6億元，年復(fù)合增長率達(dá)?60%。預(yù)計?2023年市場規(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，占比?57.7%，公共直流充電樁?90.8萬臺，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、成本相對可控等優(yōu)勢，成為引領(lǐng)快速補(bǔ)能的主流趨勢。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，構(gòu)筑產(chǎn)品差異化競爭力。近年來，高壓快充路線受到越來越多主機(jī)廠的青睞，相繼推出或計劃推出高壓平臺車型，2023年開始密集上市。高壓平臺車型將成為未來3-5年的重要趨勢。

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，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的大功率直流樁實現(xiàn)出貨，但占比仍很低。根據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計數(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。

??高壓快充帶動產(chǎn)業(yè)鏈系統(tǒng)性升級

高壓快充是一個高度復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，從電動車三電到充電樁到電網(wǎng)層面需要進(jìn)行系統(tǒng)性升級，對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將帶來整體價值增量。

-在充電樁端，主要體現(xiàn)在對大功率充電模塊的需求增加以及對大功率充電時的熱管理要求更高，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)主要部件迭代升級主要體現(xiàn)在三個方面：SiC功率器件替代IGBT趨勢；高壓系統(tǒng)零部件安全性能升級；電池材料與電池包熱管理升級。

高壓快充促進(jìn)樁端和車端核心部件升級

高壓快充是一個高度復(fù)雜的系統(tǒng)性工程，從電動車三電到充電樁到電網(wǎng)層面需要進(jìn)行系統(tǒng)性升級，而系統(tǒng)性升級對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將帶來整體價值增量。

（一）直流充電樁：大功率+液冷

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

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現(xiàn)出貨，對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，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，液冷超充的技術(shù)壁壘較高，核心部件的升級將帶來價值增量，具備相關(guān)技術(shù)儲備的設(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

在車端，主要體現(xiàn)在對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，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)主要部件迭代升級主要體現(xiàn)在三個方面：

（1）SiC功率器件替代IGBT趨勢

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，對功率半導(dǎo)體要求嚴(yán)苛，因而帶動功率器件替換升級。其中最重要的趨勢是，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，主要系由于電動車高壓化趨勢在集成化和穩(wěn)定性上對電源類產(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，是高壓快充平臺車型功率器件的首選。

（2）高壓系統(tǒng)零部件安全性能升級

高壓快充會導(dǎo)致整車高功率密度提升，運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷更大，對絕緣、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。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

快充型動力電池對于正極、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)極材料是一個新的發(fā)展方向。由于高壓快充會導(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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