充電樁行業(yè)深度報(bào)告

1、 充電樁行業(yè)深度報(bào)告 導(dǎo)語(yǔ)據(jù)中國(guó)電動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，至 2020 年 4 月，我國(guó)公共充電樁保有量達(dá) 54.7 萬(wàn)個(gè)，同比去年 增加約 15 萬(wàn)個(gè)，對(duì)應(yīng)充電站近 4 萬(wàn)個(gè)。但是和我國(guó)約 400 萬(wàn)輛的新能源汽車保有量相比，新能源汽車/公共充電樁處于高位（7:1 以上）。一、能量補(bǔ)充，新能源汽車核心需求1、使用便捷性，“紅線”根據(jù)國(guó)標(biāo)汽車和掛車類型的術(shù)語(yǔ)和定義(GB/T/T 373012001)，汽車是由動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，具有 4 個(gè)或 4 個(gè) 以上車輪的非軌道承載的車輛。基于便捷、舒適的交通需求，用戶（及社會(huì)）對(duì)汽車的關(guān)注點(diǎn)涉及多方面易量 化和不易量化的內(nèi)容。使用便捷性是絕大多數(shù)情況下用戶對(duì)

2、汽車的接受底線和核心需求，可簡(jiǎn)明體現(xiàn)為汽車在某工況/工況組合下 運(yùn)行的行駛時(shí)間和充能時(shí)間，及對(duì)應(yīng)的行駛路程。不考慮路的影響而只從車的角度出發(fā)，行駛路程越長(zhǎng)（對(duì)應(yīng)續(xù)航能力）/行駛速度越快（對(duì)應(yīng)動(dòng)力性能）， 單次充能時(shí)間越短/充能時(shí)間占總時(shí)間的比例越?。▽?duì)應(yīng)充能能力），可認(rèn)為整車的使用便捷性越高；在充能不 便的條件下，單次充能的行駛路程越長(zhǎng)，整車的使用便捷性越高。2、電車 VS 油車?yán)m(xù)航差距減小，能量補(bǔ)充問(wèn)題凸顯汽車的續(xù)航能力、動(dòng)力性能和充能時(shí)間的決定性因素是其儲(chǔ)能（及配套動(dòng)力）系統(tǒng)的本質(zhì)理化屬性。這已 為長(zhǎng)逾百年的汽車進(jìn)化史所證實(shí)。燃油汽車和電動(dòng)汽車的起步時(shí)間相近。前者以戴姆勒、本茨等人對(duì)內(nèi)燃機(jī)

3、的發(fā)明和車用為標(biāo)志，后者以特 魯夫?qū)?dòng)力電池（鉛酸電池）的車用為標(biāo)志。和早期的燃油汽車相比，電動(dòng)車具備諸多優(yōu)勢(shì)：環(huán)境影響低、駕駛平順、幾乎無(wú)噪音、操作簡(jiǎn)單，動(dòng)力性 方面也率先實(shí)現(xiàn)了超過(guò) 100km/h 的最高時(shí)速。20 世紀(jì)初葉，美國(guó)電動(dòng)車市場(chǎng)占有率完全可以和燃油汽車分庭抗禮。但是，鉛酸電池的能量密度和充能時(shí)間相比于燃油有本質(zhì)差距，且對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的依賴性更強(qiáng)，體現(xiàn)到產(chǎn)品 上的結(jié)果是彼時(shí)電動(dòng)車的使用便捷性潛力遠(yuǎn)不及燃油車。隨著燃油產(chǎn)量的飛速增長(zhǎng)、加油站和公路的布局完善、 多缸高轉(zhuǎn)速內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明、空氣壓縮機(jī)的應(yīng)用，燃油乘用車不僅續(xù)航里程長(zhǎng)、加油速度快，而且單位能量成本 大幅降低、動(dòng)力性有所改善、能量

4、效率顯著提高；加之流水線的發(fā)明使得制造成本大幅降低、配套基礎(chǔ)設(shè)施逐 步完善，燃油車在接近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里充分享受了燃油高能量密度孕育的便捷性紅利。相應(yīng)產(chǎn)業(yè)形成了強(qiáng)大 的路徑鎖定，極大程度壓制了電動(dòng)車的發(fā)展。在鋰離子電池商業(yè)化之前，鉛酸電池和鎳系（如鎳鎘、鎳氫）電池是二次電池的主要選擇。但 20 世紀(jì)末-21 世紀(jì)初，以鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和多元金屬酸鋰為正極，以石墨為負(fù)極，配合電解質(zhì)（電解液）和隔膜 制成的鋰離子電池（因使用電解液也稱為液態(tài)鋰離子電池）體現(xiàn)出了大幅超過(guò)原有二次電池的性能。這一方面 使得鋰離子電池淘汰鎳氫電池成為 3C 電池的標(biāo)配，另一方面也意味著鋰離子電池可以作為動(dòng)力電池汽

5、車的核 心儲(chǔ)能裝置，提供此前從未實(shí)現(xiàn)過(guò)的 200km 以上的續(xù)航，滿足乘用車、商用車的基本使用需求。隨著鋰離子電池技術(shù)的持續(xù)優(yōu)化，新能源汽車的續(xù)航能力也持續(xù)增長(zhǎng)。僅以 2020 年我國(guó)范圍內(nèi)推出/擬推 出的純電動(dòng)乘用車新品論，特斯拉 Model 3 長(zhǎng)續(xù)航單電機(jī)版、比亞迪漢 EV、上汽榮威 Ei6、廣汽 Aion-V、長(zhǎng)安 e-rock 等車型的工況續(xù)航均超過(guò) 600km。在滿電狀態(tài)下，新能源汽車（主力技術(shù)路線仍是純電動(dòng)，本文也僅對(duì) 純電動(dòng)相關(guān)內(nèi)容展開(kāi)討論）的“里程焦慮”現(xiàn)象有望得到充分控制。但是燃油車型的配套設(shè)施和加油時(shí)間方面的巨大優(yōu)勢(shì)仍然存在。至 2018 年，我國(guó)已有超過(guò) 10 萬(wàn)個(gè)加油

6、站， 總量充足；單車加油時(shí)間約 3 分鐘，快速方便。這使得消費(fèi)者使用便捷性方面，燃油車型總體仍然相當(dāng)程度領(lǐng) 先純電車型，很大程度上可以影響用戶購(gòu)車決策。所以，發(fā)力新能源汽車充能的“能源鏈條”對(duì)產(chǎn)業(yè)發(fā)展乃至 國(guó)家新能源汽車戰(zhàn)略的推進(jìn)而言勢(shì)在必行。3、有線充電大概率是長(zhǎng)期主流，便捷快充需多環(huán)節(jié)協(xié)同對(duì)純電動(dòng)車型而言，進(jìn)行電力補(bǔ)充包括依托充電樁的有線充電、無(wú)線充電、換電等幾種基本模式。消費(fèi)者角度出發(fā)，能量補(bǔ)充的持續(xù)需求都是方便、快捷、廉價(jià)。不同的能量補(bǔ)充模式中，利用充電樁的有 線充電是最廣泛應(yīng)用的充電方式，該方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、效率較高。無(wú)線充電以空氣為介質(zhì)，單位截面積無(wú)線能量傳播功率上限取決于評(píng)論，所以最

7、大功率有限，而且效率隨 距離衰減嚴(yán)重；換電需解決電池庫(kù)存、電池型號(hào)統(tǒng)一等問(wèn)題，普適性尚未體現(xiàn)?？傮w而言，各個(gè)能量補(bǔ)充模式 都有其發(fā)展前景和適用領(lǐng)域，有線充電大概率是長(zhǎng)期主流。按照不同的空間尺度，純電動(dòng)車型的充能受到原子尺度、微觀尺度、電池單體、電池包和系統(tǒng)（乃至充電 基礎(chǔ)設(shè)施）等層級(jí)的影響。電池具備快充能力、整車可承受較高快充功率、大量快充基礎(chǔ)設(shè)施有效協(xié)同方可獲 得最佳快充效果；如某個(gè)或某些環(huán)節(jié)現(xiàn)實(shí)情況和理想需求差距較大，則需綜合權(quán)衡得出支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展、具有可 實(shí)現(xiàn)性的最優(yōu)路徑。二、電池充能強(qiáng)化中：快充的逐級(jí)考量1、電池材料：優(yōu)化電導(dǎo)，控制界面對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，一方面鋰離子從正極脫出，經(jīng)過(guò)正極

8、-電解質(zhì)界面、（液態(tài)）電解質(zhì)、負(fù)極-電解質(zhì)界 面，嵌入負(fù)極；另一方面電子從正極導(dǎo)出、經(jīng)外電路自負(fù)極導(dǎo)入，保證整個(gè)電池的電中性。放電過(guò)程相反。充 電時(shí)間要求較短則需快充能力（高倍率充電，可認(rèn)為是倍率性能）強(qiáng)，對(duì)電池材料的要求也更高。不同的正極材料，電子電導(dǎo)、鋰離子電導(dǎo)/離子擴(kuò)散系數(shù)、粒徑形貌、涂布厚度和面密度等因素均可影響脫 鋰能力。本征的影響因素是材料體系區(qū)別：層狀結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰、三元材料的鋰離子擴(kuò)散通道是二維通道，橄欖 石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰擴(kuò)散通道是一維通道，所以鋰離子嵌入/脫出更容易，體現(xiàn)為離子電導(dǎo)更高。納米化等手段可 以改進(jìn)離子電導(dǎo)，但是對(duì)體積容量密度有負(fù)面影響；過(guò)大的比表面積也會(huì)給生產(chǎn)工藝、

9、壽命方面的指標(biāo)帶來(lái)一 些不利影響。鈷酸鋰/三元材料的本征電子電導(dǎo)好于磷酸鐵鋰，但二者不同程度需要炭黑、碳納米管等導(dǎo)電劑摻雜、表面 包覆等手段提升電子電導(dǎo)，優(yōu)化倍率性能。為支持電池倍率性能的發(fā)揮，電解液通常需要在工作溫域內(nèi)具備較高的離子電導(dǎo)以及較低的極化，并且控 制和正負(fù)極的反應(yīng)：正極和電解液反應(yīng)形成新物相（如巖鹽相等）會(huì)影響電池的內(nèi)阻，從而降低其倍率性能和 循環(huán)壽命（體現(xiàn)為容量降低）；石墨負(fù)極和電解液反應(yīng)形成 SEI 膜，同樣需要進(jìn)行成分方面的調(diào)控以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。通常情況下電解液/電解質(zhì)的離子電導(dǎo)隨溫度升高而增加；電解液的離子電導(dǎo)比固體電解質(zhì)更高。負(fù)極是充電過(guò)程中鋰離子的接受體，是電池快充性能的關(guān)

10、鍵。石墨是最常用的負(fù)極材料，但其層間距較小 （0.354nm），在快充時(shí)由于界面反應(yīng)阻抗的增加使得石墨負(fù)極相比慢充下更容易達(dá)到析鋰電位，鋰離子不能正常嵌入到石墨負(fù)極，而是以原子的形式沉積在負(fù)極表面形成鋰枝晶。鈦酸鋰零應(yīng)變，具有三維擴(kuò)散通道，但成 本高、對(duì)鋰電壓高，對(duì)應(yīng)電池能量密度低。動(dòng)力電池的負(fù)極對(duì)快充的優(yōu)化仍多依托石墨基體，進(jìn)行鋰離子擴(kuò)散 通道構(gòu)建、高導(dǎo)電材料包覆等方面工作。所以，在電池材料層面，正極材料的納米化、摻雜和包覆改性，電解液的成分調(diào)控，隔膜的厚度、孔徑與 涂覆調(diào)控，負(fù)極的擴(kuò)散通道構(gòu)建和包覆改性等，可以提升電池的倍率性能，發(fā)揮更強(qiáng)的充放能力。但是，倍率 性能的提升也會(huì)對(duì)電池能量密度

11、、壽命、成本方面帶來(lái)不同程度的負(fù)面影響。側(cè)重倍率性能的電池，能量密度 通常低于類似體系、側(cè)重能量密度的電池。2、電池單體：偏離“準(zhǔn)靜態(tài)”，快充有影響電池單體層面，除前述快充析鋰外，熱效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)等在電池快充過(guò)程中的負(fù)面效果也更顯著。給定某 電池單體，充放倍率增大，則單體內(nèi)溫差增加，使得電池狀態(tài)偏離準(zhǔn)靜態(tài)平衡的程度增加；充放倍率增大，則 電極材料開(kāi)裂，和導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑乃至集流體脫離的比例與程度增加。給定某電池單體，高倍率充放條件下電池的有效容量/有效能量密度下降；固定循環(huán)次數(shù)，高倍率循環(huán)加劇 電池容量衰減。總體而言高倍率循環(huán)時(shí)電池性能表現(xiàn)不及低倍率循環(huán)，且部分性能衰減不可逆。高倍率充放除影響電

12、池常規(guī)性能表現(xiàn)外，其對(duì)電池材料造成的老化以及快充時(shí)的大電流放熱本身也會(huì)影響 電池安全。3、電池系統(tǒng)：為了均勻性多節(jié)電池單體串并聯(lián)組成電池模組-電池包，形成電池系統(tǒng)。單體層面快充的負(fù)面影響可能在系統(tǒng)方面被放大。如前所述電池單體在快充時(shí)的溫度不均勻性被拉大，到系統(tǒng)層面電芯之間的溫度不均勻性也會(huì)增加。這使 得不同電芯的性能差距增加，電池包整體材料功能微元的性能差距被進(jìn)一步拉大。相對(duì)更熱的電芯及功能微元 輕則老化加速，重則局部過(guò)充，發(fā)生負(fù)極析鋰，刺穿隔膜導(dǎo)致熱失控安全事故發(fā)生的概率成倍增加?？刂谱兞?角度看，電池系統(tǒng)的壽命不及電池單體，高倍率條件下差距拉大。相應(yīng)的解決方案包括采取成熟穩(wěn)定的電池制造工藝

13、，提高電池單體的一致性；采用更高性能的熱管理系統(tǒng)， 提升溫度管控能力與均熱效率；運(yùn)用實(shí)時(shí)收集、監(jiān)控電芯/模組信息更豐富精確的 BMS，保證充電的功率處于電 芯的合適工作窗口范圍內(nèi)；優(yōu)化整車-電池包設(shè)計(jì)等。所以，希望優(yōu)化快充倍率的電池在材料、單體、系統(tǒng)層面不同程度需要在能量密度、壽命、安全性和成本 方面做出權(quán)衡，而且高倍率充電對(duì)電池的容量發(fā)揮、安全性保持等方面有不利影響。當(dāng)前應(yīng)用于純電動(dòng)車型的 動(dòng)力電池多關(guān)注 C/3、1C、3C 等不同倍率下的性能表現(xiàn)，作為綜合評(píng)價(jià)電池的重要組成部分。三、整車快充進(jìn)行時(shí)：高壓、大功率探索1、車載充電機(jī)&外界充電樁供選擇純電動(dòng)車型通?？梢酝ㄟ^(guò)車載充電機(jī)，或連接外界

14、充電樁進(jìn)行能量補(bǔ)充?？斐鋵?duì)應(yīng)的高壓系統(tǒng)電壓平臺(tái)多 為 400V，也有部分前瞻性設(shè)計(jì)將其提升至 800V。車載充電系統(tǒng)安裝在車輛內(nèi)部，具有體積小、冷卻和封閉性好、重量輕等優(yōu)點(diǎn)，但功率普遍較小，充電所 耗時(shí)間長(zhǎng)。充電樁相比于車載充電系統(tǒng)功率更高，高功率充電樁可實(shí)現(xiàn)快速充電效果。根據(jù) ev-database 的統(tǒng)計(jì)， 主要國(guó)際純電動(dòng)乘用車產(chǎn)品的車載充電機(jī)支持的最大功率以 11kW 居多，也有 6.6kW、7.2kW、17kW、22kW 等 其他數(shù)值；連接外界充電樁的最大快充功率多已接近或超過(guò) 100kW，考慮到整車最大帶電量的不同以快充倍率 估算，大多數(shù)車型的最大快充倍率在約 2C 以內(nèi)，平均快充倍

15、率在 11.5C（高電位下充電通常需要降低電流強(qiáng) 度，故快充功率一般只維持到 80%SOC 甚至更低，充滿電時(shí)間可壓縮至 1 小時(shí)以內(nèi)需要的平均快充倍率 1C， 最大倍率須相當(dāng)程度大于 1C）；以快充折合續(xù)航（線性外推至單小時(shí)續(xù)航提升量）計(jì)，多數(shù)車型在 500km/h 上 下。以日產(chǎn) leaf/寶馬 i3 為例，具有常規(guī)快充速度的車型（也包含大多數(shù)充電 30 分鐘或稍多，續(xù)航增長(zhǎng)至 80% 的自主純電動(dòng) A 級(jí)車）通常搭配 60kW 快充樁即可較好地實(shí)現(xiàn)車-樁匹配。對(duì)于帶電量更大、快充倍率也更高的車型而言，更大功率的充電樁與更高倍率、容量動(dòng)力電池匹配就是實(shí) 現(xiàn)有效快充、獲取更多的單位時(shí)間充電續(xù)

16、航的關(guān)鍵。主要產(chǎn)品中，特斯拉 Model 3/Y、保時(shí)捷 taycan 的充電倍率 達(dá)到/接近 3C，快充折合續(xù)航增加達(dá)到 700km/h 以上。2、超級(jí)快充：特斯拉和保時(shí)捷的努力以 400V 電壓平臺(tái)的高壓系統(tǒng)和超級(jí)快充站相配合，自 2012 年開(kāi)始特斯拉系列產(chǎn)品為純電動(dòng)乘用車提供了 相對(duì)較好的充電使用體驗(yàn)。400V 高壓系統(tǒng)的巔峰可能也就是特斯拉系列產(chǎn)品的對(duì)應(yīng)表現(xiàn)。截至 2020 年初，特斯拉在全球范圍內(nèi)已有逾 1600 座超級(jí)充電站和 1.44 萬(wàn)個(gè)超級(jí)充電樁，北美、歐洲、東 亞是布局重點(diǎn)。Model S、Model X 即兼容超級(jí)快充，Model 3、Model Y 在它們基礎(chǔ)上更進(jìn)一

17、步。Model 3 的車載充電機(jī)位于電池系統(tǒng)內(nèi)部（圖中 Service Panel 內(nèi)），交直流一體，僅有單輸入口。對(duì) Model 3 標(biāo)準(zhǔn)續(xù)航版，采用 175kW 充電樁其最大充電功率也僅有 100kW，對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池倍率約 2C （100kW/50kWh）；而對(duì)長(zhǎng)續(xù)航版，同樣使用 175kW 充電樁其最大充電功率可達(dá)到約 150kW，對(duì)應(yīng)動(dòng)力電池倍 率仍然為 2C（150kW/75kWh）。如果使用更高功率的充電樁，則實(shí)際最大充電功率還可以進(jìn)一步提升至 200kW 左右（不同數(shù)據(jù)源信息略有 差別：ev-database 數(shù)據(jù) 350kW 充電樁-190kW 最大功率；汽車電子設(shè)計(jì)數(shù)據(jù) 250

18、kW 充電樁-250kW 最大功率）。到了 Model Y，整車的最大充電功率和平均快充功率都有了進(jìn)一步提升，但是 250kW 最大功率仍未跑滿 350kW 直流快充樁。保時(shí)捷 Taycan 則將高壓系統(tǒng)的母線電壓提升至 800V，功率模塊兼容 400V 的超級(jí)快充網(wǎng)絡(luò)。800V 高壓系統(tǒng) 部分規(guī)避了更粗的電線造成的不變，一方面使得更大功率的電機(jī)得以應(yīng)用，對(duì)應(yīng)其跑車所需的動(dòng)力性；一方面也提高了快充功率在系統(tǒng)層面的“天花板”。但是對(duì)絕緣的要求也更高?，F(xiàn)階段 800V 高壓快充的最大功率仍不 足 300kW，達(dá)到 350kW 或需等到 2021-2023 年（據(jù) NE 時(shí)代估計(jì)）。超級(jí)快充的技術(shù)瓶

19、頸是多環(huán)節(jié)的。動(dòng)力電池方面，過(guò)高的倍率需要的性能妥協(xié)太大，電池系統(tǒng)的管理難度 也提升，綜合考慮各種因素，800V、400kW500kW 約對(duì)應(yīng) 4C5C 倍率，基本是具有可實(shí)現(xiàn)性的前瞻指標(biāo)（事實(shí) 上，大電流要求單位長(zhǎng)度充電線重量大幅增加，使用便利性下降；充電樁也因?yàn)榇蠊β识枰紤]實(shí)際體積、 散熱等要求，成本增加，建設(shè)難度提升）。我們預(yù)計(jì)，幾小時(shí)慢充、1 小時(shí)快充和部分 15 分鐘-半小時(shí)的超級(jí)快充將分享整車充能的不同時(shí)間范圍（而 “五分鐘從零充滿”基本沒(méi)有可實(shí)現(xiàn)性）；常規(guī)新能源汽車的充能手段限于幾小時(shí)慢充和 1 小時(shí)快充，高端車型 對(duì)超級(jí)快充的需求高；未來(lái)或也存在部分續(xù)航能力一般，但快充能力

20、強(qiáng)的車型占據(jù)細(xì)分市場(chǎng)（300km-400km 工 況續(xù)航，40-50kWh 帶電量，但可支持 120-150kW 超級(jí)快充，短途城內(nèi)-短距離城間使用便捷性強(qiáng)）。四、充電設(shè)施力發(fā)展：真剛需新基建1、充電樁規(guī)格，慢充快充超充并行如前所述，直連電網(wǎng)的充電樁是為新能源汽車充能的主要設(shè)施。與新能源汽車的帶電量、動(dòng)力電池的倍率 性能相適應(yīng)，慢充樁、快充樁（及超充樁）是成為主流的新能源汽車配套基礎(chǔ)設(shè)施。國(guó)標(biāo) GB/T 18487.1-2015、GB/T 18487.2-2017、GB/T 20234.1-2015、GB/T 20234.2-2015 和 GB/T 20234.3-2015 等分別對(duì)電動(dòng)汽車傳

21、導(dǎo)充電系統(tǒng)的通用要求、電磁兼容規(guī)范，電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電用連接裝置（充電樁）的通用 要求、交流充電接口和直流充電接口進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。對(duì)于通用要求，國(guó)標(biāo)規(guī)定了通信、電擊防護(hù)、電動(dòng)汽車和供電設(shè)備之間的連接、車輛接口和供電接口的特 殊要求，供電設(shè)備的結(jié)構(gòu)和性能要求，過(guò)載和短路保護(hù)、維修等相關(guān)內(nèi)容。對(duì)于交流充電接口，國(guó)標(biāo)規(guī)定額定電壓 250V/440V 不等，額定電流 10-63A 不等；觸頭分別對(duì)應(yīng)單相/三相交流電源/中線、接地、連接確認(rèn)和控制導(dǎo)引等功能。單相交流充電接口的最大功率為 7kW（220V 32A），通常和通過(guò)車載充電機(jī)的慢充功能適配；三相交流充 電接口的最大功率是 42kW（380V 63

22、A）。交流充電樁的主要組成部分包括漏電保護(hù)器、智能電表、控制繼電器 和充電接口連接器等。對(duì)于直流充電接口，國(guó)標(biāo)規(guī)定額定電壓 750-1000V 不等，額定電流 80-250A 不等；觸頭分別對(duì)應(yīng)直流電源 正負(fù)極、接地、通信、充電連接確認(rèn)、低壓輔助電源等功能。直流充電接口的功率高，對(duì)應(yīng)快充功能。以 750V、 80A 計(jì)算對(duì)應(yīng) 60kW 功率；以 750V、200A 計(jì)算對(duì)應(yīng) 150kW 功率；以 1000V、250A 計(jì)算對(duì)應(yīng) 250kW 功率。直流充電樁的主要組成部分包括充電模塊，主控制器，絕緣檢測(cè)模塊，智能電表，刷卡模塊，通信模塊， 空氣開(kāi)關(guān)，主繼電器，輔助開(kāi)關(guān)電源等。充電模塊需要功率半導(dǎo)

23、體實(shí)現(xiàn) AC-DC 交直流轉(zhuǎn)換功能，是直流充電樁的核心零部件。其常規(guī)基材選用硅材 料，有高性能、小體積、優(yōu)良散熱需求時(shí)，充電模塊的功率半導(dǎo)體可使用性能優(yōu)異的碳化硅作為基材。直流快充 60kW 已得到了較相當(dāng)程度的應(yīng)用。如中信建投證券北京辦公地附近的國(guó)網(wǎng)公共充電站，包含 10 個(gè) 60kW 直流快充樁，充電費(fèi)浮動(dòng)，服務(wù)費(fèi)固定，充電費(fèi)+服務(wù)費(fèi)價(jià)格約在 1-2 元區(qū)間。2、充電樁規(guī)模，保有量差強(qiáng)人意據(jù)中國(guó)電動(dòng)充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，至 2020 年 4 月，我國(guó)公共充電樁保有量達(dá) 54.7 萬(wàn)個(gè)，同比去年 增加約 15 萬(wàn)個(gè)，對(duì)應(yīng)充電站近 4 萬(wàn)個(gè)。但是和我國(guó)約 400 萬(wàn)輛的新能源汽車保有量相比

24、（2019 年底汽車工業(yè) 協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)為 381 萬(wàn)輛，2020 年 1-4 月產(chǎn)銷 20.5 萬(wàn)輛），新能源汽車/公共充電樁處于高位（7:1 以上）。私人充電 樁+公共充電樁總量為 128.7 萬(wàn)個(gè)，總體車樁比在 3:1 以上。和早期國(guó)家規(guī)劃的車樁比約 1:1 相比，有非常大的 差距。分省區(qū)直轄市看，限購(gòu)限行、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的省區(qū)直轄市充電樁/充電站保有量相對(duì)較高。充電樁數(shù)量偏少事實(shí)上也是歐洲新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。據(jù)商務(wù)部信息（源自中華人民共和國(guó)駐意大 利共和國(guó)大使館經(jīng)濟(jì)商務(wù)處），當(dāng)前（2020 年初）歐洲充電樁保有量?jī)H為 18.5 萬(wàn)個(gè)，考慮到其同期約 160 萬(wàn)輛 的新能源汽車保有量，車樁比

25、同樣也處于高位。對(duì)已有較高銷量的新能源車企而言結(jié)論也類似。特斯拉純電動(dòng)車型已有逾百萬(wàn)銷量，但超級(jí)充電樁數(shù)量據(jù) 前述僅 1.44 萬(wàn)個(gè)，車樁比更高。所以，以充電樁、充電系統(tǒng)建設(shè)為代表的新能源汽車基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)事實(shí)上是全 球新能源汽車產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的“剛需”。3、牽手“新基建”，規(guī)劃為充電基礎(chǔ)設(shè)施“賦能”我國(guó)對(duì)充電樁的布局規(guī)劃始于 2014 年國(guó)務(wù)院頒布的關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的指導(dǎo)意見(jiàn)，此后中 央及多個(gè)國(guó)家部委陸續(xù)出臺(tái)相關(guān)文件。2020 年 3 月 4 日，中共中央政治局常務(wù)委員會(huì)召開(kāi)會(huì)議指出，通過(guò)“新 基建”為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供新動(dòng)力。新能源汽車充電樁位列“新基建”七大領(lǐng)域之中。4、展望：慢充為主

26、應(yīng)急快充為輔，規(guī)模高增速分時(shí)充電有望成主流從慢充、快充到超充，電動(dòng)汽車充電的基礎(chǔ)設(shè)施約束條件逐漸增加。慢充約束相對(duì)較少，快充受限 于配電網(wǎng)絡(luò)帶來(lái)的安裝條件，超充受限于能量流尤其是動(dòng)力電池技術(shù)本身。適度超前、慢充為主、應(yīng)急快充為 輔的充電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是符合技術(shù)特征與配網(wǎng)條件的合理務(wù)實(shí)選擇。綜合各方面信息，我們估計(jì)：充電樁規(guī)模和類型方面：根據(jù)電科院研究中國(guó)電動(dòng)汽車現(xiàn)狀技術(shù)及發(fā)展，結(jié)合新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī) 劃（2021-2035）征求意見(jiàn)稿，可以 2025 年我國(guó)新能源汽車保有量在 2200 萬(wàn)輛左右為基準(zhǔn)情景。2020-2025 年 我國(guó)公共充電樁建設(shè)和新能源汽車增速基本同步，車樁比在 5:1（樂(lè)觀情

27、景）到 10:1（謹(jǐn)慎情景）之間；私人充 電樁占比相比于當(dāng)前有一定程度提升，車樁比在 3:1（樂(lè)觀情景）到 5:1（謹(jǐn)慎情景）之間?？紤]到超充樁對(duì)電 網(wǎng)較大的沖擊以及配網(wǎng)改造在漸進(jìn)性，至 2025 年我國(guó)公共充電樁以 60kW80kW 左右功率的直流快充樁為主，私人充電樁以 7kW 功率的交流慢充樁為主。至 2030 年，新能源汽車保有量增至 6000 萬(wàn)輛以上，屆時(shí)公共充電 樁占比大概率保持，而私人充電樁占比有望繼續(xù)提升，使得總體車樁比進(jìn)一步降低。在此基本假設(shè)下，我們中性預(yù)期 2025 年我國(guó)充電樁數(shù)量將突破 800 萬(wàn)個(gè)，其中公共充電樁 275 萬(wàn)個(gè)?？傮w 車樁比約 2.67，較 2020

28、 年 4 月有一定程度下降。用戶習(xí)慣方面：逐漸增加的新能源汽車保有量如果沒(méi)有合適的充電習(xí)慣匹配，將對(duì)電網(wǎng)造成一定程度沖擊。2019 年北京市尖峰負(fù)荷約 2600 萬(wàn) kW，如假設(shè)至 2025 年北京市尖峰負(fù)荷基礎(chǔ)值不變，同時(shí)新能源汽車保有量 達(dá) 80 萬(wàn)輛，而且其中半數(shù)車輛在尖峰時(shí)段通過(guò) 7kW 慢充樁集中充電，則增加負(fù)荷 280 萬(wàn) kW，相當(dāng)于增加了 10%。假設(shè)至 2025 年北京市尖峰負(fù)荷基礎(chǔ)值不變，新能源汽車保有量達(dá) 80 萬(wàn)輛，其中 10%車輛在尖峰時(shí)段通 過(guò) 60kW 快充樁充電，則增加負(fù)荷 480 萬(wàn) kW，相當(dāng)于增加了近 20%。如還有部分超充樁參與充電，則負(fù)荷增 加更多。但是同樣的充電需求如果在谷段施加于電網(wǎng)，則可以起到