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高压快充:新能源车补电新趋势,产业格局全解析
韭菜斌
2023-05-10 12:33:35
随着续航问题逐渐成为电动车发展的重心,缩短补能时间成为目前电动车升级的核心诉求之一。
快充技术是解决补能焦虑的核心。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。

 

 高电压成为快充发展趋势


受限于硅基IGBT功率元器件的耐压能力,之前电动车高压系统普遍采用400V电压平台。
若进一步提高充电功率、缩短充电时间,需要将电压平台从400V提升至800V、1000V甚至更高水平。
相比 400V 平台,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。
升级800V结构有利于实现快充,在短期内形成对中低端车型的差异化竞争力。
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。
长期看快充对于中低端车型亦是刚需,800V架构升级具备长期趋势。

 高压快充系统三种架构方案


纯800V电压平台
电池包、电机以及充电接口均达到800V,车中只有800V和12V两种电压级别的器件,OBC、空调压缩机、DCDC以及PTC均重新适配以满足800V高电压平台。
纯800V电压平台,优势在于电机电控迭代升级,能量转换效率高;劣势在于电驱的功率芯片需要用SiC全面替代IGBT,零部件成本高。
双400V电池组串并联组合
利用电池管理系统将电池组在串联、并联之间转换,在充电时,两个电池组可串联成800V平台高电压快充;在放电时,两个电池组并联成400V平台供汽车运行时使用,直接使用原有400V的高压部件。
纯800V电压平台+额外DCDC
整车搭载一个800V电池组,在电池组和其他高压部件之间增加一个额外的DCDC将800V电压降至400V,车上其他高压部件仍采用400V电压平台。

 

 高压平台推动器件升级


800V快充方案下,由于电压提升,车载端主要电气部件都需要重新选型。
电动车的核心零部件分为大三电(电池、电机、电控)、小三电(OBC、PDU、 DC/DC 转换器)和电动压缩机。

 
电机电控主要厂商包括汇川技术、大洋电机、方正电机、精进电动、卧龙电驱、华锋股份等。
在电驱动总成方面,汇川技术、臻驱科技、中车时代等都已推出了应用碳化硅的驱动集成产品,其中汇川技术的第四代动力总成已在小鹏800V高压平台车型中实现量产。
OBC+DC/DC主要厂商包括欣锐科技、京泉华和得润电子等。

 
为保障高负荷下汽车的安全性能,相关的器件比如数字隔离芯片、薄膜电容、连接器、熔断器、继电器等在数量和性能都有提升需求。
继电器
高电压对触电材料、灭弧技术要求提高,催生产品附加值提升。
整车厂对高压直流继电器产品验证周期较长,不会轻易更换供应商,因此已经进入车企供应链的继电器企业具有较大先发优势。
高压直流继电器市场主要参与者为宏发、西门子、松下、泰科、Gigivac等老牌继电器企业,2020年全球市场份额前三的企业分别为松下、宏发、Denso,其全球销售额市占率分别为36%/23%/12%,合计达到71%,行业集中度较高。
国内主要厂商包括宏发股份和三友联众等。
2003年,宏发股份与德国海拉、美国AZ公司成立合资公司,同时引进汽车继电器全自动生产线。宏发较早布局自动化产线,自动化方面领先竞争对手。
熔断器
高电压要求在绝缘、耐压等级上有所调整,价值量提升。
传统行业熔断器由于产品品类多、下游分散,不同型号产品较难自动化。
新能源汽车熔断器由于数量多、且为圆管,较易实现自动化。
欧美日企业起步较早,且控制着行业标准的制定权及绝大多数专利技术,经过多年发展格局趋于稳定。全球前三的熔断器企业分别为Littlefuse、Bussmann、Mersen,占比分别为31%、24%、9%,CR3达到64%,格局较为集中。2019年前七大熔断器生产商占比92%,格局基本稳定。
中熔电气在国内新能源汽车用电力熔断器市场份额约40%,全球市场份额超过20%。
薄膜电容
高电压需要更厚的材料,难度略有下降,但材料用量、体积增大。
目前主流车型薄膜电容单个200-300元,预计800V平台价格提升20%。
全球范围内薄膜电容的主要供应商有松下、尼吉康、TDK、基美、威世,以及国内的法拉电子。
日、美厂商经营范围相对广泛,薄膜电容器业务占公司收入比重少,国内目前为止国内产品集中在中低端市场,高端领域供应商主要集中在欧美日等地区。
薄膜电容器领域国内代表厂商包括法拉电子、江海股份和鹰峰电子等。
法拉电子专注于薄膜电容的生产销售,薄膜电容占公司90%以上的收入。铝电容领导厂商江海股份长期受益于汽车电子行业的发展。
高压连接器
高压连接器一般用在新能源汽车动力系统中。
根据Bishop& Associates 统计,全球汽车连接器厂商TOP10 以美、日企业为主。泰科、矢崎、安波福三巨头市占率达66.8%。
考虑新能源车、智能车渗透率较低,全球汽车连接器产品主要以低压连接器为主。
而我国在低压和高速连接器领域的国产化比例不到10%,在高压连接器领域的国产化比例已达到约30%。
主要厂商包括瑞可达,永贵电器,徕木股份、中航光电、合光股份、电连技术等。

 资料来源:Bishop&Associate

原材料升级

功率提升对磁材的粉芯量用量提升。随着充电电压达到800V,需要升压电感进行升压,特别是PHEV车型,须安装升压模块,对软磁合金粉芯使用需求提升。
纯电动汽车金属磁粉用量为0.6-0.8kg/辆,混动汽车用量为2-3kg/辆。
国内磁材相关厂商包括横店东磁、铂科等。
原材料碳硅负极相关厂商包括璞泰来、彬彬股份和贝特瑞等。
800V受益板块单车价值量与产业链代表厂商:

 
从充电桩端角度看,高压零部件的成熟度比车端高,只有充电枪、线、直流接触器和熔丝等需重新选型,目前均有成熟产品。
直流充电桩的系统设计与电动汽车的电气匹配存在紧密的关系,伴随着800V高电压平台及碳化硅器件的应用,欣锐科技、英搏尔、精进电动等电驱动系统公司和比亚迪、斯达半导、时代电气、山东天岳、三安光电等功率半导体行业企业有望受益。
充电桩端零部件供应链情况:

 资料来源:华为
高压快充产业链相关布局厂商还包括中恒电气、绿能慧充、英可瑞、伊戈尔、通合科技、盛弘股份、星云股份等。
中恒电气中标主机厂大功率充电桩项目,并于年内实现360KW、 480KW超充产品交付;伊戈尔生产的高频电感可应用在800V的充电桩的电源模块上;通合科技在2021年率先将20kW/1000V国网“六统一”高压快充产品推向市场,在国网内市场具有较强竞争力;盛弘股份有1000V高压快充和480kW、800kW高压液冷快充产品。

车企积极布局高压快充

 

自从保时捷在2019年发布800V高压快充车型Taycan之后,多家车企相继布局了800V高压快充技术。
800V电压平台代表车型保时捷Taycan Turbo S:

 
纯电市场行业端来看,2022年成为800V高压快充走向应用的元年。2022年底到2023年是普通400V慢充转向800V超高压快充产业化落地的起点。
目前,小鹏、广汽埃安、比亚迪、长城沙龙、吉利极氪、理想、北汽极狐、零跑等都已布局快充技术。吉利、金康(华为)以及理想、蔚来等预计将于2023年推出对应技术路线车型。

主流车企高压快充进展情况:

 资料来源:兴业证券
随着超级充电桩标准的落地,叠加配套高压组件的技术进步,未来几年高压快充车型将加速推出带动相关零部件的快速增长,同时技术门槛的提升也有助于市场份额向技术优势企业集中。借助高压快充解决充电难题将成为行业趋势,高压系统技术升级带来总量和竞争格局的双重优化
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  • 只看TA
    2023-05-10 13:28
    蓝色光标今晚有大惊喜,后面买不到了。
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    于2023-05-10 23:10:03更新
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  • 只看TA
    2023-05-10 22:20
    不错关注
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  • 加油奥利给
    下海干活的韭菜种子
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    2023-05-10 12:48
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    于2023-05-11 00:10:40更新
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  • 作手007
    全梭哈的公社达人
    只看TA
    2023-05-10 22:35
    一看就是专业人士,准备了很久了,基本上把高压快充题材股都说清楚
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    于2023-05-15 15:39:42更新
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  • 只看TA
    2023-05-10 20:52
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  • 炒股改命
    下海干活的机构
    只看TA
    2023-05-10 20:30
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    于2023-05-15 15:40:13更新
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  • 只看TA
    2023-05-10 12:34
    感谢分享!精湛
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    于2023-05-15 15:40:44更新
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  • 只看TA
    2023-05-11 11:48
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  • 只看TA
    2023-05-11 09:05
    谢谢分享
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  • 只看TA
    2023-05-11 08:33
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