電力設(shè)備與新能源行業(yè)深度研究:快充乘風(fēng)而上輻射千億市場(chǎng)_第1頁(yè)
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免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。電力設(shè)備與新能源電力設(shè)備與新能源華泰研究2023年9月22日│中國(guó)內(nèi)地深度研究2013,智能手機(jī)快充元年;2023,智能EV快充元年我們認(rèn)為快充技術(shù)或重演智能手機(jī)發(fā)展中的角色、成為新能源汽車(chē)發(fā)展中的重要催化,而快充應(yīng)用的落地需自下而上打通“網(wǎng)-樁-車(chē)”三端,為快充體驗(yàn)的兌現(xiàn)掃清障礙,看好板塊景氣度提升。首次覆蓋科士達(dá)(002518CH,欣銳科技(300745CH,增持,目標(biāo)價(jià)38.88元)、威邁斯(688612CH,電網(wǎng)端:快充應(yīng)用或削谷填峰,光儲(chǔ)充或?yàn)槠凭址较螂娋W(wǎng)端作為“網(wǎng)-樁-車(chē)”金字塔中快充應(yīng)用的底座,其重要性不言而喻,我們認(rèn)為電網(wǎng)端的掣肘主要為:1)快充應(yīng)用將削谷填峰,增大峰谷差、加劇配電網(wǎng)負(fù)荷。2)映射至用電場(chǎng)景端,高充電同時(shí)率下,住宅區(qū)/辦公場(chǎng)所/商場(chǎng)均面臨一定配變負(fù)荷超載風(fēng)險(xiǎn)。探前路,光儲(chǔ)充或?yàn)槠凭址较颍琕2G應(yīng)用潛力與挑戰(zhàn)并存,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展上,光儲(chǔ)充領(lǐng)先于V2G,特斯拉、寧德時(shí)代、華為引領(lǐng)光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)方向,較成熟的商業(yè)模式已經(jīng)跑通;V2G藍(lán)海尚待掘金,威馬、長(zhǎng)城為V2G示范先行者。樁端:快充基建配套欠佳,低壓充電樁亟需升壓改造為支撐快充滲透率向上,我們認(rèn)為樁端發(fā)力點(diǎn)應(yīng)聚焦在:1)快充車(chē)樁比現(xiàn)處于高位,與一車(chē)一樁指引尚有差距。2)快充樁利用率偏低,樁端利用率與分布結(jié)構(gòu)需同步優(yōu)化,以加速快充應(yīng)用落地。3)市場(chǎng)此前或并未充分認(rèn)知充電樁服務(wù)能力的重要性,高倍率快充樁服務(wù)效率有望反超傳統(tǒng)加油站;同時(shí)3C高倍率充電樁有望在25年左右大面積鋪開(kāi),或與車(chē)端800V車(chē)型的放量節(jié)奏同頻共振,合力加速快充滲透。4)存量500V低壓充電樁有待升壓改造,因充電模塊無(wú)需更換,升級(jí)成本&難度低,或較車(chē)端率先突破升級(jí)節(jié)點(diǎn)。我們秉持“木桶效應(yīng)”的思維來(lái)看待快充的滲透,車(chē)端的改造不僅體現(xiàn)在打造800V高壓架構(gòu),電池端充電倍率仍需同步提升,以打通快充應(yīng)用最后一公里,由此衍生出整車(chē)器件高壓升級(jí)、電池材料體系煥新兩類(lèi)需求。材料端:電池倍率需同步提升,將帶來(lái)負(fù)極端(硅基負(fù)極、碳納米管-單壁、PAA、導(dǎo)電炭黑、碳包覆正極端(涂碳鋁箔電解液(LiFSI)煥新需求。器件端:局部高壓架構(gòu)向全域高壓架構(gòu)演進(jìn),引出大小三電、繼電器、高壓連接器、薄膜電容、熔斷器多處升級(jí)需求,SiCMOS替代為核心變化之一。風(fēng)險(xiǎn)提示:新能源汽車(chē)需求不及預(yù)期、高壓快充技術(shù)與車(chē)型研發(fā)推廣不及預(yù)期、充電樁建設(shè)不及預(yù)期。電力設(shè)備與新能源增持(維持)研究員研究員SACNo.S0570522020002shenjianguo@+(86)75582492388研究員研究員SACNo.S0570518110004bianwenjiao@SFCNo.BSJ399+(86)75582776411研究員研究員SACNo.S0570522020003zhangzhibang@+(86)1056793931研究員研究員SACNo.S0570522120001zhoudunwei@+(86)2128972228研究員研究員SACNo.S0570522110001SFCNo.BTK945+(86)1063211166研究員研究員SACNo.S0570517050002wangweijia@SFCNo.BEB090+(86)2128972079華泰證券研究所分析師名錄行業(yè)走勢(shì)圖電力設(shè)備與新能源滬深300(%)2(7)(16)(24)Jan-23MayJan-23May-23Sep-23資料來(lái)源:Wind,華泰研究重點(diǎn)推薦股票名稱(chēng)股票代碼(當(dāng)?shù)貛欧N)投資評(píng)級(jí)科士達(dá)002518CH31.41增持特銳德300001CH23.40買(mǎi)入盛弘股份300693CH43.05買(mǎi)入綠能慧充600212CH7.84增持炬華科技300360CH16.20增持欣銳科技300745CH38.88增持威邁斯688612CH48.99增持中熔電氣301031CH130.41增持鑫宏業(yè)301310CH56.61增持資料來(lái)源:華泰研究預(yù)測(cè)免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。核心觀點(diǎn) 4與市場(chǎng)不同的觀點(diǎn) 42013,智能手機(jī)快充元年;2023,智能EV快充元年 5電網(wǎng)端:快充應(yīng)用或削谷填峰,光儲(chǔ)充或?yàn)槠凭址较?尋現(xiàn)狀,快充加劇配電網(wǎng)負(fù)荷,用電場(chǎng)景面臨配變超載風(fēng)險(xiǎn) 探前路,光儲(chǔ)充或?yàn)槠凭址较?,V2G潛力與挑戰(zhàn)并存 12光儲(chǔ)充或?yàn)橹鲗?dǎo)模式,特斯拉/寧德時(shí)代/華為引領(lǐng)光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)方向 12V2G潛力與挑戰(zhàn)并存,威馬/長(zhǎng)城示范先行 14樁端:快充基建配套欠佳,低壓充電樁亟需升壓改造 17撥迷霧,政策是為樁端指明燈,靜待多維指引兌現(xiàn) 17思啟示,存量低壓充電樁需迭代,或較車(chē)端率先突破升級(jí)節(jié)點(diǎn) 20車(chē)端:全域高壓持續(xù)演繹,材料零部件共升級(jí) 23材料體系煥新在即,負(fù)極性能突破打開(kāi)倍率天花板 23高倍率電池設(shè)計(jì)思路多樣,考驗(yàn)電池廠系統(tǒng)工程能力 24石墨負(fù)極應(yīng)用弊端初顯,改性技術(shù)層出不窮 24碳包覆顯著提升電池倍率,一體化布局助力降本增效 25涂碳鋁箔提升正極導(dǎo)電性,高度適配快充場(chǎng)景 27導(dǎo)電炭黑為主流導(dǎo)電劑,快充帶來(lái)高性能炭黑新增需求 28PAA可搭配硅基負(fù)極使用,多重邏輯催化下產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加速 29LiFSI多維提高電池性能,是快充體系的不二之選 30局部高壓向全域高壓演進(jìn),整車(chē)零部件全面升級(jí) 30電機(jī):絕緣、防腐蝕性能升級(jí),扁線+油冷雙重替代 33電控+小三電:功率器件量?jī)r(jià)齊升,SiCMOSFET為最大受益元器件 33繼電器:耐壓、載流容量升級(jí),價(jià)值增幅高達(dá)40% 34高壓連接器:高壓升級(jí)銅用量減少,整體價(jià)值量基本持平 35薄膜電容:多電機(jī)+DC/DC增量需求下,薄膜電容開(kāi)啟強(qiáng)增長(zhǎng)周期 35熔斷器:激勵(lì)熔斷器應(yīng)用落地,需求高增帶動(dòng)ASP上行 36市場(chǎng):800V快充乘風(fēng)而上,以點(diǎn)帶面輻射千億市場(chǎng) 37樁端基建邁入指引驗(yàn)證期,27E公共充電樁新增投資345億 37快充帶動(dòng)車(chē)端材料煥新+器件升級(jí),27E市場(chǎng)規(guī)模高達(dá)975億 37首次覆蓋推薦標(biāo)的 41重點(diǎn)推薦個(gè)股 41風(fēng)險(xiǎn)提示 43首次覆蓋公司 44 44 52盛弘股份(300693CH,買(mǎi)入,目標(biāo)價(jià)43.05元) 61綠能慧充(600212CH,增持,目標(biāo)價(jià)7.84元) 69炬華科技(300360CH,增持,目標(biāo)價(jià)16.20元) 79欣銳科技(300745CH,增持,目標(biāo)價(jià)38.88元) 88 97中熔電氣(301031CH,增持,目標(biāo)價(jià)130.41元) 106 免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。核心觀點(diǎn)快充有望重塑“網(wǎng)-樁-車(chē)”金字塔,牽引多處升級(jí)輻射千億市場(chǎng):電網(wǎng)端,快充可能會(huì)加劇配電網(wǎng)負(fù)荷,用電場(chǎng)景面臨配變超載風(fēng)險(xiǎn),行業(yè)探索有序充電、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)、光儲(chǔ)充一體化、虛擬電廠等新方向。其中,光儲(chǔ)充或?yàn)橹鲗?dǎo)模式,特斯拉、寧德時(shí)代、華為引領(lǐng)光儲(chǔ)充的產(chǎn)業(yè)方向;V2G市場(chǎng)藍(lán)海廣闊,但短期商業(yè)化落地道阻且長(zhǎng),威馬、長(zhǎng)城示范先行。樁端,快充車(chē)樁比居于高位,樁端基建配套亟需改善、有望受政策推動(dòng)進(jìn)入正向循環(huán)。公共充電樁利用率低,地域結(jié)構(gòu)失衡、內(nèi)陸保有量少,政策對(duì)于樁端基建的帶動(dòng)更多體現(xiàn)在中短期,而長(zhǎng)期來(lái)看,仍需要依賴(lài)行業(yè)內(nèi)生增長(zhǎng)動(dòng)力。充電樁要重視高倍率建設(shè),3C高倍率充電樁有望在25年左右大面積鋪開(kāi),或與車(chē)端800V車(chē)型的放量節(jié)奏同頻共振,合力加速快充滲透。車(chē)端,快充體系帶來(lái)整車(chē)器件高壓升級(jí)、電池材料煥新兩大需求。整車(chē)器件包括電機(jī)、電控+小三電、繼電器、高壓連接器、薄膜電容、熔斷器等。電池材料包括硅基負(fù)極、碳納米管、PAA、負(fù)極包覆、涂碳箔材、LiFSI等;結(jié)構(gòu)方面,極耳中置結(jié)構(gòu)、多極耳卷繞、疊片技術(shù)均可提高電池快充速度。市場(chǎng)對(duì)于快充板塊的認(rèn)識(shí)主要聚焦于快充趨勢(shì)帶來(lái)的車(chē)端的升級(jí),我們認(rèn)為快充應(yīng)用的落地需自下而上打通“網(wǎng)-樁-車(chē)”三端,為快充體驗(yàn)的兌現(xiàn)掃清障礙,從網(wǎng)-樁-車(chē)端探討了快充帶來(lái)的市場(chǎng)增量??斐鋺?yīng)用有望以“點(diǎn)”帶動(dòng)電網(wǎng)端、樁端、車(chē)端三側(cè)的改造,再由電網(wǎng)端、樁端、車(chē)端三側(cè)輻射至各自細(xì)分市場(chǎng),形成“以點(diǎn)帶面”的格局,預(yù)計(jì)2027年樁端公共充電樁建設(shè)/車(chē)端材料煥新/車(chē)端器件升級(jí)規(guī)模有望達(dá)到345.45/488.81/486.06億,合計(jì)輻射1320.32億市場(chǎng),2023-2027年整體市場(chǎng)復(fù)合增速達(dá)47.74%。2013,智能手機(jī)快充元年;2023,智能EV快充元年。復(fù)盤(pán)智能手機(jī)的發(fā)展,2013年高通華為(FCP/SCP)、魅族(SupermCharg國(guó)內(nèi)新能源汽車(chē)快充車(chē)型自2021年起陸續(xù)發(fā)布,2023年或迎大規(guī)模量產(chǎn),目前已發(fā)布的800V快充車(chē)型超25款,補(bǔ)能效率上,路特斯Type132、廣汽AIONV車(chē)型已實(shí)現(xiàn)10分鐘內(nèi)充滿5-80%SOC,小鵬G9/G6、極狐阿爾法S實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航200km,進(jìn)入補(bǔ)能百公里陣營(yíng),理想MEGA、合創(chuàng)V09同等充電時(shí)間可續(xù)航400km,帶動(dòng)電動(dòng)車(chē)補(bǔ)能體驗(yàn)升級(jí),可與燃油車(chē)分庭抗禮。我們認(rèn)為新能源汽車(chē)在滲透率、銷(xiāo)量趨勢(shì)、智能化演進(jìn)方面都有望復(fù)刻10年前智能手機(jī)的發(fā)展路徑,快充技術(shù)或重演智能手機(jī)發(fā)展中的角色、成為新能源汽車(chē)發(fā)展中的重要催化,我們將以此為出發(fā)點(diǎn),展開(kāi)對(duì)快充的體系化研究。資料來(lái)源:Sellcell,華泰研究資料來(lái)源:各車(chē)企官網(wǎng),汽車(chē)之家,太平洋汽車(chē),懂車(chē)帝,易車(chē),華泰研究何謂充電?充電分為直流充電、交流充電兩種模式,可依據(jù)AC/DC安裝位置劃分。電網(wǎng)端輸出的電能為交流電,需轉(zhuǎn)換成直流電后才能為電池充電。轉(zhuǎn)換所需的整流器(AC/DC轉(zhuǎn)換器)可安置在車(chē)外的直流充電樁上,或車(chē)內(nèi)的車(chē)載充電器上,由此衍生出2種充電模式:1)直流充電模式:由直流充電樁完成從交流電到直流電的轉(zhuǎn)換任務(wù),電能輸送至車(chē)端時(shí)已經(jīng)為可直接充入電池的直流電。2)交流充電模式:由車(chē)內(nèi)充電器OBC完成從交流電到直流電的轉(zhuǎn)換任務(wù),電能輸送至車(chē)端時(shí)仍為交流電,尚需OBC來(lái)轉(zhuǎn)換為直流電。直流充電模式下整流器轉(zhuǎn)換效率高,充電速度快于交流充電模式。整流器的功率&散熱性能與其體積成正相關(guān),直流充電模式下的整流器安裝在車(chē)外的充電樁中,無(wú)須擔(dān)心會(huì)占用車(chē)資料來(lái)源:Wattsaving,華泰研究資料來(lái)源:國(guó)家電網(wǎng),驢充充,智研江南,昌原云充,華泰研究何謂快充?快充本質(zhì)是同步提升充電端功率(樁端)和電池充放電倍率(電池端)。1)充電端功率:功率(kW)=電壓(V)*電流(A充電端功率的提升通過(guò)增大電壓或增大電流實(shí)現(xiàn)。高電流路線布局企業(yè)較少,如特斯拉第3代超充樁充電電壓為400V,額定電流600A,充電功率可達(dá)240kW;保時(shí)捷Taycan為首款應(yīng)用800V高壓平臺(tái)的車(chē)型,開(kāi)拓了高電壓路線,其充電峰值功率已達(dá)350kW,比亞迪、小鵬、嵐圖等眾多車(chē)企均布局高電壓路線。2)充放電倍率:倍率=充放電電流(mA)/電池額定容量(mAh用于衡量動(dòng)力電池充放電速度快慢,為正向指標(biāo)。目前國(guó)內(nèi)主流車(chē)型的電池充放電倍率集中在1-2C,為實(shí)現(xiàn)快速充電,電池倍率需同步提升,頭部電池廠率先推出高倍率電池,寧德旗下4C麒麟CTP3.0電池已落地極氪009/理想MEGA;巨灣技研攜手廣汽推出的3C/6C電池包已搭載于AIONV上量產(chǎn),為合創(chuàng)汽車(chē)定制的4CXFC電池包規(guī)劃應(yīng)用于V09車(chē)型上。資料來(lái)源:易車(chē),搜狐新聞,華泰研究資料來(lái)源:汽車(chē)之家,華泰研究資料來(lái)源:NE時(shí)代新能源,知化汽車(chē),經(jīng)濟(jì)觀察網(wǎng),華泰研究高電壓兩大路線中,高電壓路線為更佳選擇。高電壓路線相較于高電流路線有多重裨益,可減少系統(tǒng)能耗、提高續(xù)航里程、減重節(jié)省空間等。特斯拉早期布局高電流路線,但伴隨其V4充電樁應(yīng)用落地,未來(lái)有望轉(zhuǎn)型高電壓路線。解讀特斯拉早期選取高電流路線的原因,我們認(rèn)為,特斯拉1)采用線材液冷散熱技術(shù)可幫助散熱;2)其BMS有效控制充放電電流、防止熱失控,以此跑通高電流路線;3)高電壓路線將伴隨成本上升,特斯拉Model3搭載48顆SiCMOSFET,僅用在主驅(qū)逆變器電力模塊上;高電壓路線下,若OBC、DC/DC等均應(yīng)用SiC,我們預(yù)計(jì)整車(chē)需搭載100-150顆SiCMOSFET,僅SiCMOSFET成本便上漲1-2倍。特斯拉未來(lái)或轉(zhuǎn)型高電壓路線。23年3月,首批特斯拉第4代超級(jí)充電樁在荷蘭正式投入使用,其額定電壓為1000V、額定電流為615A,峰值功率可達(dá)600kW,市場(chǎng)未來(lái)或?qū)⒔y(tǒng)一為高電壓路線。注:氣泡大小代表對(duì)應(yīng)線束及電流下的產(chǎn)熱量多少資料來(lái)源:線束專(zhuān)家公眾號(hào),華泰研究資料來(lái)源:北汽新能源,華泰研究快充應(yīng)用將加劇電網(wǎng)峰谷差,對(duì)樁端和車(chē)端提出升級(jí)改造要求。2)樁端:充電槍、接觸器、線束、熔絲等部件需更換升級(jí)成耐高壓材料,但充電模塊核心部件無(wú)需重新選型。3)車(chē)端:電池、電驅(qū)動(dòng)、空調(diào)壓縮機(jī)、PTC、DC/DC、OBC等面向高壓平臺(tái)的零部件同樣需要進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整,以適應(yīng)新的高壓平臺(tái),車(chē)端的改造無(wú)論從數(shù)量還是復(fù)雜度上看均高于樁端。我們認(rèn)為快充的普及具備典型的“木桶效應(yīng)”特點(diǎn),電網(wǎng)端、樁端、車(chē)端需補(bǔ)齊各自短板,才能為快充技術(shù)及新能源汽車(chē)的發(fā)展掃清障礙。資料來(lái)源:華泰研究資料來(lái)源:《中國(guó)新能源汽車(chē)規(guī)?;茝V對(duì)電網(wǎng)的影響分析》(世界資源研究所,2020),華泰研究快充有望重塑“網(wǎng)-樁-車(chē)”金字塔,牽引多處升級(jí)輻射千億市場(chǎng)。我們認(rèn)為,快充為新能源汽車(chē)發(fā)展中的重要催化,亦是大勢(shì)所趨,快充應(yīng)用有望以“點(diǎn)”帶動(dòng)電網(wǎng)端、樁端、車(chē)端三側(cè)的改造,再由電網(wǎng)端、樁端、車(chē)端三側(cè)輻射至各自細(xì)分市場(chǎng),形成“以點(diǎn)帶面”的格局,預(yù)計(jì)2027年樁端公共充電樁建設(shè)/車(chē)端材料煥新/車(chē)端器件升級(jí)規(guī)模有望達(dá)到345.45/488.81/486.06億,合計(jì)輻射1320.32億市場(chǎng),23-27年CAGR47.74%。注:各細(xì)分市場(chǎng)核心假設(shè)及具體測(cè)算詳見(jiàn)下文資料來(lái)源:中國(guó)充電聯(lián)盟,石大勝華,GGII,天賜材料,電動(dòng)知未來(lái),電新前線,數(shù)說(shuō)新能源英搏爾,欣銳科技,宏發(fā)股份,法拉電子,電子發(fā)燒友,華泰研究預(yù)測(cè)電網(wǎng)端作為“網(wǎng)-樁-車(chē)”金字塔中快充應(yīng)用的底座,其重要性不言而喻,我們認(rèn)為電網(wǎng)端的掣肘主要為:1)快充應(yīng)用將削谷填峰,增大峰谷差、加劇配電網(wǎng)負(fù)荷。2)映射至用電場(chǎng)景端,住宅區(qū)/辦公場(chǎng)所/商場(chǎng)均面臨一定配變負(fù)荷超載風(fēng)險(xiǎn)。探前路,我們認(rèn)為光儲(chǔ)充或?yàn)槠凭址较颍琕2G潛力與挑戰(zhàn)并存,產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展上,光儲(chǔ)充領(lǐng)先于V2G,華為、寧德時(shí)代引領(lǐng)光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)方向,較成熟的商業(yè)模式已經(jīng)跑通;V2G藍(lán)海廣闊,但短期落地存在諸多痛點(diǎn),威馬、長(zhǎng)城為V2G示范先行者。尋現(xiàn)狀,快充加劇配電網(wǎng)負(fù)荷,用電場(chǎng)景面臨配變超載風(fēng)險(xiǎn)掣肘一:快充應(yīng)用或削谷填峰,配電網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷加劇。充電站用電峰谷波動(dòng)與居民日常用電峰谷波動(dòng)高度重合,當(dāng)兩者波峰峰值互相重疊時(shí),或造成削谷填峰、用電峰值疊加,將極大加劇電網(wǎng)端配電網(wǎng)的負(fù)荷。國(guó)網(wǎng)能源研究院預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電將導(dǎo)致2030年峰值負(fù)荷增加1.5億千瓦,相比無(wú)電動(dòng)汽車(chē)充電情景下提升13.1%。世界資源研究所預(yù)測(cè)電動(dòng)汽車(chē)無(wú)序充電將導(dǎo)致2035年北京/蘇州兩地的峰值負(fù)荷提高3.8%~11.9%/1.6%~3.0%。資料來(lái)源:國(guó)家電網(wǎng),華泰研究資料來(lái)源:國(guó)網(wǎng)山東電力,華泰研究資料來(lái)源:《中國(guó)新能源汽車(chē)規(guī)模化推廣對(duì)電網(wǎng)的影響分析》(世界資源研究所,2020),華泰研究掣肘二:配變負(fù)荷與充電同時(shí)率相關(guān),住宅區(qū)配變負(fù)荷彈性最為有限。用電場(chǎng)景上,住宅區(qū)/辦公場(chǎng)所/商場(chǎng)在高EV滲透率、高充電同時(shí)率下均將面臨配變負(fù)荷超載風(fēng)險(xiǎn),而住宅區(qū)配變負(fù)荷彈性最為有限,當(dāng)EV滲透率達(dá)到25%、充電同時(shí)率超過(guò)20%時(shí),住宅區(qū)配變會(huì)重載(變壓器負(fù)載率≥70%同時(shí)峰值負(fù)荷增加32%。圖表16:不同電動(dòng)汽車(chē)滲透率、充電同時(shí)率下住宅區(qū)資料來(lái)源:《中國(guó)新能源汽車(chē)規(guī)模化推廣對(duì)電網(wǎng)的影響分析》(世界資源研究所,2020),華泰研究市場(chǎng)大多認(rèn)為配電網(wǎng)的負(fù)荷壓力是由“無(wú)序化充電”所致,我們認(rèn)為以“無(wú)序”去歸因并不完全恰當(dāng),快充應(yīng)用“天然”便會(huì)削谷填峰。任意一種用電峰谷曲線的背后代表的其實(shí)是同一種用電習(xí)慣,而用電習(xí)慣因?yàn)槭艿焦ぷ?學(xué)習(xí)狀態(tài)的限制,天然便呈現(xiàn)出高度相似性,故極易出現(xiàn)削谷填峰、峰上加峰現(xiàn)象。探前路,光儲(chǔ)充或?yàn)槠凭址较?,V2G潛力與挑戰(zhàn)并存敢問(wèn)前路在何方?受益于終端新能源汽車(chē)需求高增,電動(dòng)車(chē)補(bǔ)能、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)、能源調(diào)配等多種功能在內(nèi)的基礎(chǔ)設(shè)施產(chǎn)業(yè)生態(tài)正在形成。近年來(lái),我們看到了行業(yè)在有序充電、車(chē)網(wǎng)互動(dòng)、光儲(chǔ)充一體化、虛擬電廠等新方向上的探索??傮w來(lái)看,光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展領(lǐng)先于V2G,特斯拉、寧德時(shí)代、華為引領(lǐng)光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)方向,較成熟的商業(yè)模式已經(jīng)跑通;V2G短期落地存在諸多痛點(diǎn),廣闊藍(lán)海尚待掘金,威馬、長(zhǎng)城為V2G示范先行者。光儲(chǔ)充或?yàn)橹鲗?dǎo)模式,特斯拉/寧德時(shí)代/華為引領(lǐng)光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)方向光儲(chǔ)充一體化電站或主導(dǎo)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展方向。光儲(chǔ)充一體化電站,是集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、充電于一身的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)新型電力系統(tǒng),可實(shí)現(xiàn):1)光伏發(fā)電自發(fā)自用;2)余電儲(chǔ)存;3)與儲(chǔ)能結(jié)合,對(duì)峰谷電價(jià)差進(jìn)行套利。光儲(chǔ)充一體化電站利用夜間低谷電價(jià)進(jìn)行儲(chǔ)能,在充電高峰期通過(guò)儲(chǔ)能和市電一起為充電站供電,滿足高峰期用電需求,以實(shí)現(xiàn)削峰填谷,同時(shí)節(jié)省配電增容費(fèi)用,增加新能源的消納、彌補(bǔ)了太陽(yáng)能發(fā)電不穩(wěn)定的缺陷,或?qū)⒊蔀槌潆娀A(chǔ)設(shè)施發(fā)展的主流方向。資料來(lái)源:度普新能源,華泰研究圖表18:光儲(chǔ)充一體化可彌補(bǔ)光伏發(fā)電不穩(wěn)定的缺點(diǎn),資料來(lái)源:固德威光伏社區(qū),華泰研究光儲(chǔ)充有效削峰填谷,較成熟的商業(yè)模式已經(jīng)跑通。據(jù)《光儲(chǔ)充電站經(jīng)濟(jì)調(diào)度規(guī)劃與容量配置分析》一文分析,其以日成本最低為目標(biāo),建立了考慮儲(chǔ)能壽命折損的光儲(chǔ)充電站運(yùn)行調(diào)度與容量配置模型,對(duì)1個(gè)配置10個(gè)120kW直流充電樁的光儲(chǔ)充電站進(jìn)行算例分析,三種運(yùn)營(yíng)方案下的投資回收期為11-13年,可有效削峰填谷并兼顧電池壽命損耗,較成熟的商業(yè)模式已經(jīng)跑通。注:方案①兼顧了電費(fèi)節(jié)省收益與電池壽命損耗,既通過(guò)峰谷電價(jià)差減少了電量電費(fèi),又通過(guò)削去峰值負(fù)荷減少了固定電費(fèi)開(kāi)支,綜合經(jīng)濟(jì)最優(yōu)資料來(lái)源:《光儲(chǔ)充電站經(jīng)濟(jì)調(diào)度規(guī)劃與容量配置分析》(王陽(yáng),2022華泰研究資料來(lái)源:《光儲(chǔ)充電站經(jīng)濟(jì)調(diào)度規(guī)劃與容量配置分析》(王陽(yáng),2022華泰研究龍頭引領(lǐng)光儲(chǔ)充產(chǎn)業(yè)方向,積極引入全液冷技術(shù)。特斯拉于21年6月/7月分別在拉薩/上海投建光儲(chǔ)充一體化超充站,吹響新賽道號(hào)角;寧德時(shí)代隨后布局,于22年10月攜手星云股份推出“寧德鋰電小鎮(zhèn)光儲(chǔ)充檢智能超充站”;華為則于23年4月發(fā)布新一代全液冷超充架構(gòu)??v觀三家光儲(chǔ)充布局,從特斯拉到華為,我們看到光儲(chǔ)充架構(gòu)積極擁抱全液冷、全模塊化等新技術(shù),并朝著車(chē)、樁、網(wǎng)融合協(xié)同方向持續(xù)演進(jìn),引入光儲(chǔ)充智能調(diào)度算法,助力充電網(wǎng)絡(luò)邁入全面智能化。資料來(lái)源:電車(chē)匯,華泰研究資料來(lái)源:華夏鯤鵬,華泰研究V2G潛力與挑戰(zhàn)并存,威馬/長(zhǎng)城示范先行V2G的削峰填谷效果顯著,有望成為能源轉(zhuǎn)型支點(diǎn)。車(chē)網(wǎng)互動(dòng)可分為四個(gè)階段:無(wú)序充電(V0G)—有序充電(V1G)—車(chē)網(wǎng)互動(dòng)(V2G)—車(chē)網(wǎng)一體(VGl)。V2G是指在電網(wǎng)負(fù)荷低、電價(jià)低和電池需要充電時(shí),由電動(dòng)汽車(chē)充電和存儲(chǔ)過(guò)剩能量;反之則由電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)變流設(shè)備向電網(wǎng)饋電,實(shí)現(xiàn)能量雙向互動(dòng)。V2G旨在將電動(dòng)車(chē)打造為儲(chǔ)能單元,有望成為能源轉(zhuǎn)型的支點(diǎn),其削峰填谷效果顯著,在相對(duì)脆弱的住宅區(qū)場(chǎng)景下,當(dāng)10%的電動(dòng)汽車(chē)參與V2G時(shí),削峰填谷效果與50%的電動(dòng)汽車(chē)參與有序充電(V1G)的效果相當(dāng),且本地配變無(wú)須增容。資料來(lái)源:汽車(chē)之家,華泰研究資料來(lái)源:《中國(guó)新能源汽車(chē)規(guī)模化推廣對(duì)電網(wǎng)的影響分析》(世界資源研究所,2020),華泰研究用戶側(cè)海量分布式儲(chǔ)能,兼具能量型和功率型儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)。V2G場(chǎng)景下,海量的電動(dòng)汽車(chē)既可作為用戶側(cè)的柔性負(fù)荷,又可以作為分布式電源設(shè)備,幫助調(diào)節(jié)電網(wǎng)用電負(fù)荷,削峰填谷、消納可再生能源,并為電網(wǎng)提供調(diào)頻和備用等輔助服務(wù)。相較于其他電力儲(chǔ)能方式,V2G下規(guī)?;ㄈf(wàn)輛至千萬(wàn)輛)電動(dòng)汽車(chē)可提供MW至GW級(jí)以上功率,小時(shí)級(jí)持續(xù)放電時(shí)間,響應(yīng)速度可達(dá)到秒級(jí),兼具能量型和功率型儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì),應(yīng)用前景廣闊。資料來(lái)源:東南大學(xué)電氣工程學(xué)院,華泰研究資料來(lái)源:東南大學(xué)電氣工程學(xué)院,華泰研究潛力與挑戰(zhàn)并存,26年有望迎商業(yè)化落地。據(jù)國(guó)家信息中心發(fā)布的我國(guó)V2G發(fā)展階段路線圖,20-25年我國(guó)將開(kāi)展≥500輛的電動(dòng)汽車(chē)與電網(wǎng)互動(dòng)的示范運(yùn)行;26年后,V2G將逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化推廣。V2G市場(chǎng)藍(lán)海廣闊,但短期商業(yè)化落地道阻且長(zhǎng),目前主要以政策扶持下的示范項(xiàng)目為起點(diǎn),探索可行的V2G商業(yè)模式。我們認(rèn)為,其規(guī)?;涞仄款i并非在于反向饋電的技術(shù)本身,解讀V2G落地痛點(diǎn),可歸為:1)雙向充電樁存量較少。車(chē)端向電網(wǎng)饋電時(shí)直流充電樁需逆向供電,而根據(jù)《中國(guó)能源報(bào)》報(bào)道,國(guó)內(nèi)僅1000+臺(tái)直流充電樁具備逆向充電功能,大規(guī)模改造直流充電樁的成本高。2)V2G分布式儲(chǔ)能難以系統(tǒng)聚合。V2G雖具備能量、功率優(yōu)勢(shì),但電動(dòng)汽車(chē)的儲(chǔ)能為分布式儲(chǔ)能,相較于其他電力儲(chǔ)能,發(fā)揮其聚合作用需要更為復(fù)雜的系統(tǒng)性解決方案,同時(shí),運(yùn)營(yíng)商需承擔(dān)較高硬件設(shè)施建設(shè)的成本費(fèi)用,以及后期運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的運(yùn)營(yíng)及人工成本。3)V2G將加快動(dòng)力電池衰減退化速度。電動(dòng)汽車(chē)向電網(wǎng)饋電可視作一次放電過(guò)程,加入V2G模式后,電池因充放電次數(shù)增加,其衰減退化速度加快、電池壽命縮短,根據(jù)中國(guó)汽車(chē)報(bào),美國(guó)夏威夷自然能源研究所研究表明,在恒定功率下,V2G會(huì)顯著降低電池壽命至5年甚至以下。4)受限于國(guó)內(nèi)電力交易市場(chǎng)機(jī)制,V2G盈利模式短期難以跑通。歐洲的V2G模式已相對(duì)成熟,而英國(guó)作為歐洲V2G主要試點(diǎn)市場(chǎng),其V2G試點(diǎn)項(xiàng)目可參與現(xiàn)貨市場(chǎng),允許車(chē)主通過(guò)峰谷電價(jià)差來(lái)套利,而我國(guó)電力交易市場(chǎng)仍處于建設(shè)期,定價(jià)規(guī)則、跨省交易等配套機(jī)制尚不健全,短期內(nèi)V2G商業(yè)化模式難以跑通,V2G藍(lán)海市場(chǎng)尚待掘金。資料來(lái)源:中汽中心,華泰研究威馬/長(zhǎng)城示范先行,特斯拉多方儲(chǔ)備可切入V2G賽道。威馬為首家應(yīng)用V2G技術(shù)的造車(chē)新勢(shì)力,20年6月通過(guò)全項(xiàng)V2G的車(chē)、樁實(shí)測(cè)及道路測(cè)試,率先實(shí)現(xiàn)V2G技術(shù)落地應(yīng)用。長(zhǎng)城借助運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼積極探索V2G落地方案,旗下歐拉好貓已搭載V2G功能,為首款搭接V2G技術(shù)的量產(chǎn)車(chē)型。特斯拉目前在產(chǎn)品端、儲(chǔ)能端以及商業(yè)模式方面均有所布局,Model3可支持雙向充電,Powerwall/Megapack儲(chǔ)能產(chǎn)品矩陣形成,Autobidder能源貨幣交易平臺(tái)推出,多方儲(chǔ)備靜待V2G平臺(tái)鋪開(kāi)。資料來(lái)源:威馬汽車(chē)官網(wǎng),中汽中心,華泰研究資料來(lái)源:長(zhǎng)城汽車(chē)官網(wǎng),中汽中心,華泰研究資料來(lái)源:特斯拉官網(wǎng),中汽中心,華泰研究為支撐快充滲透率向上,我們認(rèn)為樁端發(fā)力點(diǎn)應(yīng)聚焦在:1)快充車(chē)樁比現(xiàn)處于高位,往前看,我們期待政策補(bǔ)貼催化,帶動(dòng)直流充電樁基建向好。2)快充樁利用率偏低,樁端利用率與分布結(jié)構(gòu)需同步優(yōu)化,以加速快充應(yīng)用落地。3)市場(chǎng)此前或并未充分認(rèn)知充電樁服務(wù)能力的重要性,高倍率快充樁服務(wù)效率有望反超傳統(tǒng)加油站,同時(shí)3C高倍率充電樁有望在25年左右大面積鋪開(kāi),或與車(chē)端800V車(chē)型的放量節(jié)奏同頻共振,合力加速快充滲透。4)存量500V充電樁無(wú)法適配800V高壓架構(gòu),低壓充電樁有待升壓改造,因充電模塊無(wú)需更換,升級(jí)成本&難度低,或較車(chē)端率先突破升級(jí)節(jié)點(diǎn)。撥迷霧,政策是為樁端指明燈,靜待多維指引兌現(xiàn)發(fā)力點(diǎn)一:快充車(chē)樁比居于高位,樁端基建配套亟需改善。我們認(rèn)為,對(duì)于快充車(chē)樁比的度量,新能源汽車(chē)保有量與公共直流充電樁的比值是為首選,新能源汽車(chē)保有量與全部公共充電樁的比值將樂(lè)觀評(píng)估快充基建的配套情況。截止23年6月,我國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)1620萬(wàn)輛,對(duì)應(yīng)公共充電樁/公共直流充電樁數(shù)量為214.9/90.8萬(wàn)臺(tái),快充車(chē)樁比處于18:1的高位,相較于22年6月車(chē)樁比15:1,有一定小幅上升。綜合車(chē)樁比上,21年/22年/23H1車(chē)樁比為3.0:1/2.5:1/2.4:1,與《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035)》中指引的“到25/30年實(shí)現(xiàn)車(chē)樁比2:1/1:1的建設(shè)目標(biāo)”尚有一定距離。公共充電樁保有量(萬(wàn)臺(tái))250200150100500直流充電樁保有量(萬(wàn)臺(tái))交流充電樁保有量(萬(wàn)臺(tái))2022-022022-032022-042022-052022-062022-072022-082022-092022-102022-112022-122023-012023-022023-032023-042023-05注:交流充電樁可分為單相(7kw為主)和三相(40kw為主);直流充電樁充電功率普遍≥60kW資料來(lái)源:中國(guó)充電聯(lián)盟,華泰研究2086車(chē)樁比-公共充電樁車(chē)樁比-公共直流充電樁17.8417.8417.2115.057.297.546.552022-122023-062022-062022-122023-06資料來(lái)源:中國(guó)充電聯(lián)盟,公安部,華泰研究資料來(lái)源:國(guó)務(wù)院辦公廳,華泰研究建設(shè)+運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼雙輪驅(qū)動(dòng),樁端建設(shè)有望受政策推動(dòng)進(jìn)入正向循環(huán)。樁端的補(bǔ)貼主要為建設(shè)補(bǔ)貼和運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼:建設(shè)補(bǔ)貼多為絕對(duì)數(shù)額補(bǔ)貼(上海市為百分比相對(duì)值補(bǔ)貼直流樁補(bǔ)貼額200-400元/kw;運(yùn)營(yíng)補(bǔ)貼不同地區(qū)差異較大,度電補(bǔ)貼從0.05元至0.14元不等。我們認(rèn)為補(bǔ)貼政策的落地有望直接驅(qū)動(dòng)充電樁生產(chǎn)商、運(yùn)營(yíng)方,或帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈整體利潤(rùn)端優(yōu)化,中短期看,快充車(chē)樁比有望在政策補(bǔ)貼落地與“一車(chē)一樁”目標(biāo)共振下持續(xù)改善。資料來(lái)源:各省市政府辦公廳,發(fā)改委,華泰研究發(fā)力點(diǎn)二:公共充電樁利用率低,地域結(jié)構(gòu)失衡、內(nèi)陸保有量少。我國(guó)公共充電樁利用率偏低,21年居住類(lèi)/單位類(lèi)/公建類(lèi)充電樁平均利用率分別為40.2%/46.4%/56.5%,但同比呈上升趨勢(shì)。此外,充電樁建設(shè)地域結(jié)構(gòu)失衡,主要集中在沿海地區(qū),廣東/浙江/江蘇/上海保有量位居前4(均超過(guò)13萬(wàn)臺(tái)部分內(nèi)陸省市和西北地區(qū)保有量低至千臺(tái)級(jí)水平,地域結(jié)構(gòu)失衡或在一定程度上抑制了快充滲透率的提升。資料來(lái)源:2022年度《中國(guó)主要城市充電基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)報(bào)告》,華泰研究注:圖示為截止至2023年5月各省市公共充電樁保有量情況資料來(lái)源:中國(guó)充電聯(lián)盟,華泰研究充電樁利用率穩(wěn)健上行,構(gòu)筑中長(zhǎng)期核心增長(zhǎng)動(dòng)能。我們認(rèn)為政策對(duì)于樁端基建的帶動(dòng)更多體現(xiàn)在中短期,而長(zhǎng)期來(lái)看,仍需要依賴(lài)行業(yè)內(nèi)生增長(zhǎng)動(dòng)力。而充電樁利用率作為運(yùn)營(yíng)端盈利的核心指標(biāo),我們期待利用率穩(wěn)健提升以賦予充電樁行業(yè)發(fā)展動(dòng)能,中期來(lái)看,行業(yè)有望進(jìn)入“政策+市場(chǎng)”雙輪驅(qū)動(dòng)階段;長(zhǎng)期來(lái)看,市場(chǎng)或接棒政策成為驅(qū)動(dòng)主因。發(fā)力點(diǎn)三:充電樁重視高倍率建設(shè),25年3C充電樁或?yàn)橹髁鳌R驑抖饲爸猛度氪?,樁端建設(shè)需注重高倍率充電,以提高充電效率、單站服務(wù)能力,結(jié)合《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展戰(zhàn)略與路線圖研究(2021-2035)》,我們認(rèn)為3C高倍率充電樁有望在25年左右大面積鋪開(kāi),或與車(chē)端800V車(chē)型的放量節(jié)奏同頻共振,合力加速快充滲透:1)23年左右,3C+快充樁滲透中高端市場(chǎng),2C級(jí)別開(kāi)始步入大眾市場(chǎng);2)23-25年,3C+快充樁進(jìn)軍主流市場(chǎng),新建充電樁大部分具備3C+充電能力;3)25-30年,大功率快充進(jìn)入加速推廣階段,基本完成快充網(wǎng)絡(luò)升級(jí)和覆蓋;4)30-35年,實(shí)現(xiàn)3C+超級(jí)快充在車(chē)輛端和充電設(shè)施端的全面普及。資料來(lái)源:《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展戰(zhàn)略與路線圖研究(2021-2035)》,華泰研究市場(chǎng)或未充分認(rèn)知充電樁服務(wù)能力重要性,高倍率快充站有望反超傳統(tǒng)加油站。目前典型城市中型加油站一般占地為2500㎡,其中油罐區(qū)和營(yíng)業(yè)區(qū)約520㎡,配4通道8加注位,年加油量4000噸,每小時(shí)最大服務(wù)能力120輛車(chē)/小時(shí),每小時(shí)車(chē)輛行駛里程最大補(bǔ)給能力6萬(wàn)公里。相比同等占地面積2500㎡充電站,考慮配電和營(yíng)業(yè)占地760㎡,可配置50個(gè)快充車(chē)位,并發(fā)數(shù)是加油站約6倍。伴隨充電樁充電倍率提升,其服務(wù)能力有望超過(guò)傳統(tǒng)加油站:2C充電倍率下,充電站車(chē)輛服務(wù)能力能達(dá)到加油站的80%,里程服務(wù)能力能達(dá)到加油站的64%;3C充電倍率時(shí),充電站車(chē)輛服務(wù)能力是加油站的1.2倍,里程服務(wù)能力與加油站相當(dāng),日均利用小時(shí)達(dá)2小時(shí)便可與加油站日均服務(wù)量相當(dāng)。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。充電樁750V充電樁950V圖表38:3C快充模式下,同等面積輕型車(chē)充電樁750V充電樁950V200180160140120100806040200并發(fā)服務(wù)數(shù)(輛)能源補(bǔ)給單次時(shí)長(zhǎng)(分鐘)每小時(shí)最大車(chē)輛服務(wù)能力(輛)每小時(shí)補(bǔ)充車(chē)輛行駛里程(萬(wàn)公里)9660505030202448484525508加油站快充站0.5C快充站1C快充站2C快充站3C快充站4C資料來(lái)源:《中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展戰(zhàn)略與路線圖研究(2021-2035)》,華泰研究思啟示,存量低壓充電樁需迭代,或較車(chē)端率直流充電樁趨于高壓化,存量低壓充電樁有待升壓改造。21年高壓直流充電樁占比約70%,25年高壓直流充電樁占比有望達(dá)到95%,直流充電樁高壓化為未來(lái)趨勢(shì)。而800V高壓架構(gòu)車(chē)型無(wú)法直接兼容現(xiàn)有存量500V充電樁,需對(duì)充電樁的電壓進(jìn)行升壓改造。因1000V以下充電樁結(jié)構(gòu)高度相似,充電樁升級(jí)時(shí)僅需更換充電槍、線、直流熔絲、直流接觸器等次要配電器件,成本占比高達(dá)50%的充電模塊核心部件無(wú)需重新選型,升級(jí)成本&難度低。資料來(lái)源:《華為數(shù)字能源產(chǎn)品線產(chǎn)業(yè)暨技術(shù)論壇》(2020年),華泰研究500V500V充電樁注:來(lái)源于地面充電設(shè)施主要制造商的充電樁業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)資料來(lái)源:北汽新能源,華泰研究磁性元件,13%其他,磁性元件,13%集成電器,集成電器,5%PCB,5%護(hù)設(shè)備PCB,5%10%電容,電容,5%50%半導(dǎo)體功率半導(dǎo)體功率器件,15%備,10%機(jī)箱風(fēng)扇,機(jī)箱風(fēng)扇,8%設(shè)備,15%資料來(lái)源:觀研天下,華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。樁端升級(jí)突破節(jié)點(diǎn)領(lǐng)先,迭代阻力較車(chē)端更小。因樁端的升級(jí)主要在充電槍、線、直流接觸器和熔絲等次要部件,目前已有成熟產(chǎn)品、僅需重新選型,樁端或較車(chē)端率先突破升級(jí)節(jié)點(diǎn),迭代阻力相對(duì)較小。核心充電模塊上,優(yōu)優(yōu)綠能、華為、英飛源、永聯(lián)等國(guó)內(nèi)主流充電模塊廠商已陸續(xù)發(fā)布充電范圍寬至1000V的充電模塊,充電模塊輸出電壓向1000V邁進(jìn),充電模塊效率或?qū)⑻岣咧?8%,同時(shí)液冷散熱技術(shù)可使得使用的電纜更細(xì),將為主流散熱模式。資料來(lái)源:中國(guó)能源網(wǎng),頭豹研究院,華泰研究資料來(lái)源:觀研天下,華泰研究運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)市場(chǎng)集中,整樁企業(yè)格局分散、海外布局加速中。由于投資成本較大、準(zhǔn)入門(mén)檻較高,我國(guó)充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)集中度較高,截至22年12月,我國(guó)公共充電樁運(yùn)營(yíng)商CR4達(dá)64.5%。整樁環(huán)節(jié),國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)充分,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)利潤(rùn)率較低,加之各運(yùn)營(yíng)主體對(duì)于供應(yīng)商有地域偏好或者其余資質(zhì)偏好,格局較為分散。海外市場(chǎng)則是由AeroVironment、ABB、BP等老牌電器廠主導(dǎo),國(guó)內(nèi)盛弘、道通、綠能慧充等企業(yè)也開(kāi)始布局海外。資料來(lái)源:中國(guó)充電聯(lián)盟,中商產(chǎn)業(yè)研究院,華泰研究資料來(lái)源:Wind,華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。美國(guó)出海政策限制在整樁企業(yè)預(yù)期內(nèi)且已有準(zhǔn)備。據(jù)美國(guó)白宮官網(wǎng)23年2月15日消息,拜登政府發(fā)布了全美電動(dòng)汽車(chē)充電設(shè)施標(biāo)準(zhǔn)的最終規(guī)定。根據(jù)這份最終規(guī)則,所有接受美國(guó)《基礎(chǔ)設(shè)施法案》補(bǔ)貼生產(chǎn)的電動(dòng)車(chē)充電樁必須在美國(guó)建造,立即生效。從即日起,任何鐵制或鋼制充電器外殼或殼體的最終組裝和所有制造過(guò)程都要在美國(guó)進(jìn)行。到24年7月,所有部件的成本至少有55%也需要在美國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)。實(shí)際上整樁企業(yè)方面,在22年美國(guó)IRA法案明確電池產(chǎn)業(yè)鏈本土化比例后,其對(duì)于充電樁本土化限制已有一定預(yù)期,且作出相應(yīng)準(zhǔn)備??紤]到充電樁組裝為輕資產(chǎn)、產(chǎn)能轉(zhuǎn)移相對(duì)容易,后續(xù)通過(guò)美國(guó)建廠等方式或可以解決該問(wèn)題。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。我們重申需秉持“木桶效應(yīng)”的思維來(lái)看待快充的滲透,電網(wǎng)端、樁端的主線聚焦于適配高電壓,而車(chē)端則有兩大任務(wù)。車(chē)端的改造不僅體現(xiàn)在打造800V高壓架構(gòu),電池端充放電倍率仍需同步提升,以打通快充應(yīng)用的最后一公里,由此分別衍生出整車(chē)器件高壓升級(jí)、電池材料體系煥新兩類(lèi)需求。資料來(lái)源:GGII,線束工程,華泰研究材料體系煥新在即,負(fù)極性能突破打開(kāi)倍率天花板若以電池倍率提升為線索,解讀對(duì)應(yīng)的材料體系煥新需求,我們認(rèn)為:1)負(fù)極端:鋰離子在石墨負(fù)極中的脫嵌速度為電池倍率的主要決定因素,為提升鋰離子脫嵌速度,衍生出對(duì)硅基負(fù)極(摻雜石墨負(fù)極)、單壁碳納米管(搭配硅基負(fù)極使用)、碳包覆(負(fù)極改性)的需求;2)正極端:涂碳鋁箔(涂覆厚度通常為1um)可顯著提高正極導(dǎo)電性、降低電池內(nèi)阻,高度適配大倍率快充;3)導(dǎo)電劑:導(dǎo)電炭黑可彌補(bǔ)正極材料自身導(dǎo)電性較差的問(wèn)題、保持負(fù)極材料反復(fù)膨脹收縮4)粘結(jié)劑:PAA因機(jī)械強(qiáng)度更佳,具備有效控制硅膨脹、減少材料脫落、提升電池循環(huán)等優(yōu)勢(shì),可搭配硅基負(fù)極使用;同時(shí),我們認(rèn)為硅基負(fù)極、碳納米管、PAA、負(fù)極包覆、涂碳箔材、LiFSI對(duì)于電池性能的提升是多維度的,并非僅體現(xiàn)在倍率端,快充應(yīng)用對(duì)電池端的要求也并不局限于這幾種材料中,芳綸涂覆、陶瓷隔膜、FEC電解液成膜添加劑等也應(yīng)運(yùn)而生;此外結(jié)構(gòu)方面,極耳中置結(jié)構(gòu)、多極耳卷繞、疊片技術(shù)均可提高電池快充速度。我們期待市場(chǎng)積極擁抱新技術(shù)以加速產(chǎn)業(yè)進(jìn)程,合力推動(dòng)快充應(yīng)用落地。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。高倍率電池設(shè)計(jì)思路多樣,考驗(yàn)電池廠系統(tǒng)工程能力高倍率電池的打造為系統(tǒng)工程,負(fù)極、電解液多維創(chuàng)新。對(duì)于高倍率電池方案,寧德時(shí)代引入新型負(fù)極&電解液材料,并在熱管理、結(jié)構(gòu)層面有所創(chuàng)新。寧德麒麟電池采用硅基負(fù)極、新型鋰鹽、成膜添加劑在電池結(jié)構(gòu)和熱管理方案上有所創(chuàng)新,提高體積利用率和冷卻效率,印證了我們對(duì)材料體系煥新方向的判斷。麒麟電池采用4種新型材料,電池包結(jié)構(gòu)同步升級(jí)。解析寧德4C麒麟電池在材料體系和結(jié)構(gòu)布局上的創(chuàng)新,三元版麒麟電池1)采用高鎳正極+硅基負(fù)極體系,2)為應(yīng)對(duì)充放電過(guò)程中硅體積膨脹問(wèn)題,其導(dǎo)電材料采用了1.5~2nm管徑的單壁碳納米管,對(duì)硅負(fù)極束縛力更強(qiáng)、導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更充分,即使硅負(fù)極顆粒發(fā)生體積膨脹并開(kāi)始出現(xiàn)裂縫時(shí),仍可通過(guò)單壁碳納米管保持良好連接;3)此外,麒麟電池的電解液采用LiFSI,并使用FEC添加劑,在負(fù)極形成氟化鋰,離子半徑小,可及時(shí)修復(fù)裂縫;4)熱管理方面,麒麟電池將液冷系統(tǒng)和隔熱墊集成于多功能彈性?shī)A層中置于電芯之間,相對(duì)于傳統(tǒng)的整塊鋪設(shè)在電芯上方的液冷板方案,換熱面積擴(kuò)大4倍,電芯的控溫效率提升50%;5)同時(shí),立式冷卻板打?qū)Ω綦x空間,縱向電芯間有膨脹補(bǔ)償片+絕熱氣凝膠,有效隔熱實(shí)現(xiàn)“零熱失控”。資料來(lái)源:寧德時(shí)代官網(wǎng),華泰研究資料來(lái)源:寧德時(shí)代官網(wǎng),華泰研究石墨負(fù)極應(yīng)用弊端初顯,改性技術(shù)層出不窮傳統(tǒng)石墨負(fù)極在高倍率快充場(chǎng)景下暴露出多項(xiàng)弊端:1)石墨層狀結(jié)構(gòu)拉長(zhǎng)Li+擴(kuò)散路徑,或限制高倍率應(yīng)用場(chǎng)景。2)石墨嵌鋰電位接近鋰金屬沉積電位,極易產(chǎn)生鋰析出效應(yīng)。3)石墨層間連接力不足,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差。注:a)小倍率充電;b)高倍率充電時(shí)負(fù)極嵌鋰與析鋰同時(shí)進(jìn)行資料來(lái)源:《鋰離子電池負(fù)極析鋰機(jī)制及抑制方法研究》(劉倩倩,2018華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。石墨改性策略層出不窮,硅基負(fù)極助力倍率突破?;诳斐湫枨蟮氖男圆呗远鄻?,碳包覆、二次造粒、使用碳納米管、添加硼酸等,本質(zhì)上是通過(guò)物理/化學(xué)方式改變石墨形貌、結(jié)構(gòu),以增大層間距、優(yōu)化表面孔隙,提高鋰離子遷移速率,實(shí)現(xiàn)高倍率充電。而硅基負(fù)極是將硅以摻雜的方式加入至人造石墨中,碳作為分散基體、硅作為活性物質(zhì),形成復(fù)合材料并結(jié)合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(納米化和多孔硅)等輔助工藝提供硅膨脹空間。理想將搭載的寧德CTP3.0電池(4C倍率+硅基負(fù)極)相較于阿維塔11搭載的寧德CTP2.0電池(2.2C倍率+石墨改性充電倍率已實(shí)現(xiàn)大幅突破,我們預(yù)計(jì)麒麟電池后續(xù)將落地更多快充車(chē)型。資料來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng),華泰研究碳包覆顯著提升電池倍率,一體化布局助力降本增效負(fù)極碳包覆可有效改善倍率性能:負(fù)極表面包覆的原理:負(fù)極石墨材料和電解液之間相容性不佳,會(huì)導(dǎo)致溶劑分子插入石墨片層而產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞,通過(guò)加入包覆材料可以在石墨表面形成一層“保護(hù)膜”,防止其與電解液之間直接接觸,約束和緩沖負(fù)極材料活性中心體積膨脹或者結(jié)構(gòu)破壞,從而提高電池的循環(huán)穩(wěn)定性。表面包覆物主要包括無(wú)定形碳(軟碳/硬碳)、金屬和金屬氧化物等,無(wú)定形碳包覆多用于負(fù)極,金屬類(lèi)包覆多用于正極。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。負(fù)極包覆提升倍率的途徑:1)無(wú)定形碳的層間距比石墨大,可改善鋰離子在其中的擴(kuò)散性能,2)可增加負(fù)極材料導(dǎo)電性、在負(fù)極中構(gòu)筑鋰離子的傳輸孔道,使其更加利于鋰離子遷移進(jìn)而提高電池的倍率性能和循環(huán)性能。此外,無(wú)定形碳與溶劑接觸,阻止溶劑分子隨著鋰離子共嵌入導(dǎo)致石墨層剝離,擴(kuò)大了電解液體系的選擇范圍并提高了負(fù)極材料的循環(huán)穩(wěn)定性。產(chǎn)業(yè)目前主要用硬碳(如炭黑等)包覆改性石墨材料,從而提高其快充性能。資料來(lái)源:《鋰離子電池用石墨類(lèi)負(fù)極材料結(jié)構(gòu)調(diào)控與表面改性的研究進(jìn)展》(邢寶林等,2020華泰研究負(fù)極包覆改善倍率指標(biāo):據(jù)華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,當(dāng)倍率低于2C時(shí),包覆處理后的容量提升、倍率改善更為明顯;主流包覆比例上,負(fù)極包覆材料質(zhì)量約占鋰電池負(fù)極材料的5%-15%,質(zhì)量占比視下游客戶的工藝、產(chǎn)品類(lèi)型不同而有所差異。資料來(lái)源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,華泰研究石油基瀝青為主流包覆路線,一體化布局助力降本增效。技術(shù)路線上,負(fù)極包覆路線主要分為兩大類(lèi),1)傳統(tǒng)石墨負(fù)極領(lǐng)域以包覆瀝青為主,瀝青基路線又可分為石油基/煤基可紡瀝青兩種,石油基可紡瀝青為現(xiàn)階段主流包覆路線;2)硅負(fù)極領(lǐng)域主要采用CVD法、以甲烷等氣態(tài)碳源做氣相沉積,包覆更加一致均勻,但成本較高、短期產(chǎn)業(yè)化程度較低。降本路徑上,行業(yè)龍頭信德新材為石油基可紡瀝青路線,通過(guò)一體化布局鞏固成本優(yōu)勢(shì),自采乙烯焦油生產(chǎn)古馬隆樹(shù)脂原料,可節(jié)約樹(shù)脂冷卻造粒再熔融的能耗以及人工等成本,另外生成的副產(chǎn)品也有助增厚收益。資料來(lái)源:智研咨詢(xún),華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。涂碳鋁箔提升正極導(dǎo)電性,高度適配快充場(chǎng)景涂碳鋁箔應(yīng)用廣泛,可提高正極導(dǎo)電性。涂碳鋁箔即為在鋁集流體上涂覆粘結(jié)劑和導(dǎo)電材料的一種箔材,涂覆厚度一般為1um,用于提高電池的循環(huán)倍率性能、降低電池阻抗、增強(qiáng)涂層粘結(jié)強(qiáng)度(減小粘結(jié)劑導(dǎo)電劑的使用量)、同時(shí)提高集流體的抗氧化能力。涂碳鋁箔的核心壁壘在于導(dǎo)電涂層配方,即廠商需要生產(chǎn)出性能穩(wěn)定、耐電壓、耐電解液/氫氟酸腐蝕、電導(dǎo)性強(qiáng)的功能涂層,并將其均勻涂覆在鋁箔表面。資料來(lái)源:新能源電池圈,華泰研究注:圖示為宇鏘涂碳鋁箔工序流程圖資料來(lái)源:深圳宇鏘,雄韜股份,華泰研究涂碳鋁箔可提高導(dǎo)電性。相較于空白鋁箔,涂碳鋁箔可降低電池內(nèi)阻20%-70%不等,并提高導(dǎo)電性。涂碳鋁箔主要應(yīng)用于LFP,磷酸鐵鋰本身導(dǎo)電性較差,與光鋁箔之間缺少傳輸電子的橋梁,在鋁箔表面進(jìn)行涂碳處理后,涂碳層可粘結(jié)正極活性物質(zhì)與鋁箔,顆粒間相互嵌入,從而提高正極導(dǎo)電性、降低電池內(nèi)阻。涂碳鋁箔可提高倍率性能。涂碳層可以使鋁箔表面均勻凹凸,增加了電解液中活性物質(zhì)與正極集流體之間的接觸面積,提高電池充放電性能、適配大倍率快充。當(dāng)充放電倍率逐步提高,涂碳鋁箔較空鋁箔的優(yōu)勢(shì)更加明顯,當(dāng)倍率達(dá)到10C時(shí),涂碳鋁箔放電電壓平臺(tái)已遠(yuǎn)高于空鋁箔。876543210空鋁箔7.5涂碳鋁箔LFP-BLFP-DLFP-BLFP-D資料來(lái)源:《軟包裝磷酸鐵鋰電池包裝膜與涂碳鋁集流體性能研究》(張露,2014華泰研究資料來(lái)源:《軟包裝磷酸鐵鋰電池包裝膜與涂碳鋁集流體性能研究》(張露,2014華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。涂覆功能層輕薄化,帶動(dòng)電池結(jié)構(gòu)集成化,CTP漸為主流。功能涂層趨于輕薄化,為部分彌補(bǔ)涂層變薄帶來(lái)的電芯能量密度損失,電池包在空間層面針對(duì)利用率進(jìn)行優(yōu)化,電池包技術(shù)從MTP發(fā)展到CTP、CTC,零件的外形、材質(zhì)、組合形式等呈現(xiàn)出高度一體化、集成化趨勢(shì),逐漸提高空間利用率、增加電池電量、降低零部件成本。產(chǎn)業(yè)進(jìn)程上,因下游搭載麒麟CTP電池的極氪001/極氪009已開(kāi)啟交付,CTP逐漸步入舞臺(tái)中央;而應(yīng)用CTC電池技術(shù)的零跑C01已于22年9月發(fā)布,CTC蓄勢(shì)待發(fā)。資料來(lái)源:電動(dòng)勢(shì),華泰研究資料來(lái)源:寧德時(shí)代官網(wǎng),華泰研究導(dǎo)電炭黑為主流導(dǎo)電劑,快充帶來(lái)高性能炭黑新增需求導(dǎo)電炭黑為主流鋰電導(dǎo)電劑。目前鋰電導(dǎo)電劑主要包括導(dǎo)電炭黑、導(dǎo)電石墨、碳納米管和石墨烯等,綜合衡量電極電導(dǎo)率提升程度、制漿分散性能、配方用量、成本等特點(diǎn),導(dǎo)電炭黑的表現(xiàn)較好。從市場(chǎng)端應(yīng)用來(lái)看,導(dǎo)電炭黑的滲透率最高,根據(jù)GGII數(shù)據(jù),2022年中國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)以導(dǎo)電炭黑為主,中國(guó)動(dòng)力電池導(dǎo)電劑中導(dǎo)電炭黑占比為65%。復(fù)合導(dǎo)電劑為長(zhǎng)期趨勢(shì),快充浪潮下炭黑性能與用量或需提升。高壓快充體系對(duì)于導(dǎo)電炭黑的導(dǎo)電率提出高要求。技術(shù)方案來(lái)看,炭黑和碳納米管的傳導(dǎo)距離不同,具有互補(bǔ)性,加入炭黑還可解決碳納米管分散問(wèn)題,因此復(fù)合導(dǎo)電劑可提高負(fù)極的導(dǎo)電性能、循環(huán)壽命等,為未來(lái)長(zhǎng)期趨勢(shì)。SP+CNT復(fù)合導(dǎo)電劑可顯著提高首次放電比容量,30次循環(huán)后容量保持率達(dá)94.2%,相較于單獨(dú)使用CNT/SP高出24.4%/4.5%??斐淅顺毕?,為實(shí)現(xiàn)更高倍率,導(dǎo)電炭黑性能需進(jìn)一步提升,吸油值、磁性雜質(zhì)含量均需進(jìn)一步優(yōu)化,同時(shí)添加比例也將小幅提升。資料來(lái)源:《碳納米管復(fù)合導(dǎo)電劑及其在銼離子電池負(fù)極中的應(yīng)用》(張緒剛等,2008華泰研究資料來(lái)源:《鋰離子電池快充技術(shù)進(jìn)展》(趙彥孛等,2021《碳納米管復(fù)合導(dǎo)電劑及其在銼離子電池負(fù)極中的應(yīng)用》(張緒免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。PAA可搭配硅基負(fù)極使用,多重邏輯催化下產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加速粘結(jié)劑是鋰電池生產(chǎn)的重要輔材。粘結(jié)劑主要應(yīng)用在正負(fù)極,可有效改善漿料在極片上的附著力,穩(wěn)定極片結(jié)構(gòu),改善電池性能。當(dāng)前主流粘結(jié)劑有PVDF、CMC、SBR、PAA系PAA可替代SBR應(yīng)用于石墨負(fù)極,亦可搭配硅基負(fù)極使用。PAA粘結(jié)劑應(yīng)用多點(diǎn)開(kāi)花,應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋負(fù)極、正極、隔膜領(lǐng)域,1)石墨負(fù)極領(lǐng)域,PAA型粘結(jié)劑主要替代SBR使用,PAA較SBR溶脹低(30%VS100%加入PAA型粘接劑后,SBR在負(fù)極材料中的應(yīng)用質(zhì)量占比將從1%減少至0.5%,同時(shí)可提高循環(huán)、首效(0.5-2%2)硅基負(fù)極領(lǐng)域,PAA型粘結(jié)劑因機(jī)械強(qiáng)度更佳,具備有效控制硅膨脹、減少材料脫落、提升電池循環(huán)等優(yōu)勢(shì)。3)磷酸鐵鋰正極領(lǐng)域,PAA型粘結(jié)劑可替代PVDF提高循環(huán)性能。資料來(lái)源:GGII,華泰研究三重利好邏輯催化,PAA產(chǎn)業(yè)進(jìn)程加速。22年中國(guó)PAA系列粘結(jié)劑需求量超0.5萬(wàn)噸,三重利好催化下,預(yù)計(jì)25年國(guó)內(nèi)PAA型粘結(jié)劑需求將超1.5萬(wàn)噸:1)降本需求帶動(dòng)。進(jìn)口SBR(45%固含量)產(chǎn)品均價(jià)超40萬(wàn)/噸,PAA系列粘結(jié)劑粉體價(jià)格在20萬(wàn)/噸左右,使用PAA粘結(jié)劑可降低SBR用量,實(shí)現(xiàn)降本;2)降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn)。國(guó)內(nèi)負(fù)極粘結(jié)劑依賴(lài)進(jìn)口SBR,存在斷供風(fēng)險(xiǎn),而PAA系列粘接劑國(guó)內(nèi)已能夠穩(wěn)定供應(yīng),使用PAA粘接劑替代SBR可降低供應(yīng)鏈風(fēng)險(xiǎn);3)下游需求高增。GGII數(shù)據(jù)顯示,25年國(guó)內(nèi)鋰電池出貨將超1.8TWh,其中鐵鋰電池占比超60%,帶動(dòng)PAA粘結(jié)劑在正極材料的需求上升。1.61.41.21.00.80.60.40.20.020222023E2025E資料來(lái)源:GGII,華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。LiFSI多維提高電池性能,是快充體系的不二之選LiFSI電導(dǎo)率高、熱穩(wěn)定性佳,是快充體系的更優(yōu)選擇。LiFSI相較于LiPF6,其電導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性均更佳,在倍率性能上,LiFSI可提高電池倍率、更為適配快充;在安全性上,LiFSI可使高電壓正極等活性極強(qiáng)的電極材料保持穩(wěn)定、提升電解液的阻燃性能。但目前因其制取難度大、成本高(相較LiPF6高出近60%LiFSI主要作為電解液添加劑少量地與LiPF6混合使用。資料來(lái)源:《幾種有前景鋰鹽在鋰離子電池中的研究進(jìn)展》(沈麗明,2019),上??爹i招股說(shuō)明書(shū),華泰研究資料來(lái)源:蓋世汽車(chē),華泰研究局部高壓向全域高壓演進(jìn),整車(chē)零部件全面升級(jí)何謂800V高壓架構(gòu)?伴隨整車(chē)對(duì)快充性能需求的提升,將整車(chē)電壓平臺(tái)提升至800V左右而產(chǎn)生的整車(chē)電氣架構(gòu)叫做800V高壓架構(gòu)。800V高壓架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)形式有多種,但本質(zhì)上可歸為3類(lèi):全域高壓架構(gòu)、局部高壓架構(gòu)、全域低壓架構(gòu)。使用800V高壓架構(gòu),需解決兩個(gè)問(wèn)題:1)800V高壓架構(gòu)如何適配部分400V車(chē)載部件;2)800V高壓架構(gòu)如何兼容400V充電樁,我們以不同架構(gòu)應(yīng)對(duì)兩種問(wèn)題的思路為線索,解讀三種架構(gòu)的定義和區(qū)別。全域高壓架構(gòu)效率最高,局部高壓架構(gòu)形式靈活多變,全域低壓架構(gòu)升級(jí)成本最低。在高壓架構(gòu)內(nèi)部適配部分400V部件上,全域高壓架構(gòu)因電池、大小三電等所有高壓部件均為800V,無(wú)需DC/DC在部件中進(jìn)行轉(zhuǎn)換,整體架構(gòu)的能量損耗少、效率高;局部高壓架構(gòu)形式最為多樣,僅電池為800V,其余部件可為800V或者400V,在適配400V部件時(shí)需使用DC/DC來(lái)降壓,因增加DC/DC故會(huì)帶來(lái)能量損耗(DC/DC轉(zhuǎn)化效率無(wú)法達(dá)到100%全域低壓架構(gòu)中電池也為400V,使用2個(gè)400V低壓電池組,充電時(shí)串聯(lián)800V,放電時(shí)并聯(lián)400V,其余部件也均為400V,升級(jí)成本屬三種架構(gòu)中最低。在高壓架構(gòu)兼容400V充電樁上,全域高壓架構(gòu)利用電機(jī)繞組和電機(jī)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)升壓功能,而局部高壓架構(gòu)會(huì)額外增加用于升壓的DC/DC,兩種方案均會(huì)造成軟磁合金用量的增加。資料來(lái)源:TCView,《EnablingFastCharging:ATechnologyGapAssessment》(DHowell等,2017華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。資料來(lái)源:北汽新能源,華泰研究資料來(lái)源:北汽新能源,華泰研究全域高壓架構(gòu)或?yàn)榻K局,局部高壓架構(gòu)僅為過(guò)渡選擇。早期車(chē)企推出的800V架構(gòu)多為局部高壓/全域低壓架構(gòu),具體而言,保時(shí)捷Taycan搭載的800V平臺(tái)為局部高壓架構(gòu),空調(diào)壓縮機(jī)沿用400V;通用Ultium架構(gòu)則為全域低壓架構(gòu),通過(guò)400V電池包串并聯(lián)切換實(shí)現(xiàn)快充且無(wú)需升級(jí)大小三電等器件。但伴隨比亞迪、東方嵐圖全域高壓架構(gòu)的發(fā)布,架構(gòu)演進(jìn)趨勢(shì)迎來(lái)拐點(diǎn),小鵬扶搖更是升級(jí)為全域高壓SiC架構(gòu),我們認(rèn)為全域高壓架構(gòu)無(wú)冗余升壓裝置,將提高系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化效率,或?yàn)檠葸M(jìn)終局,局部高壓架構(gòu)僅為經(jīng)濟(jì)性考慮下的過(guò)渡選擇。注:車(chē)企800V架構(gòu)發(fā)布一般早于車(chē)型發(fā)布,部分架構(gòu)未披露具體架構(gòu)組成/快充模式資料來(lái)源:太平洋汽車(chē),動(dòng)力電池BMS,懂車(chē)帝,汽湃,華泰研究全域高壓架構(gòu)升級(jí)成本最高,大小三電升級(jí)為主要增量成本。我們估算800V全域高壓/局部高壓/全域低壓架構(gòu)的升級(jí)增量成本,全域高壓架構(gòu)下,大小三電均需升級(jí),同時(shí)PTC、空調(diào)壓縮機(jī)、繼電器、薄膜電容、熔斷器等部件也需由400V升級(jí)至800V,但因全域均為800V,故高壓附件間無(wú)需DC/DC降壓;局部高壓架構(gòu)下新增3處DC/DC需求,分別用于兼容400V充電樁升壓、800V高壓配電盒PDU降壓給400V空調(diào)壓縮機(jī),及800V高壓配電盒PDU降壓給400VPTC,同時(shí)也將帶來(lái)合金軟磁及薄膜電容等增量需求。全域低壓架構(gòu)下,電池包無(wú)需升級(jí)。電池升級(jí)成本測(cè)算上,因快充電池的電芯成本比普通電池至少高5%-7%,以20萬(wàn)左右電動(dòng)車(chē)電池價(jià)格6-8萬(wàn)進(jìn)行估算,電池升級(jí)成本約3000-5600元。三種架構(gòu)升級(jí)成本對(duì)比來(lái)看,全域高壓架構(gòu)電池包+零部件增量成本約0.90-1.58萬(wàn)元,局部高壓架構(gòu)電池包+零部件增量成本約0.72-1.08萬(wàn)元,全域低壓架構(gòu)串聯(lián)電芯增多,沿用原有電池,僅需升級(jí)BMS系統(tǒng),預(yù)計(jì)成本最低。中期來(lái)看,受限于升級(jí)成本,車(chē)企難以實(shí)現(xiàn)將800V高壓快充覆蓋至15萬(wàn)元以?xún)?nèi)的車(chē)型,但有望在20萬(wàn)元以上價(jià)格帶中加速滲透。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。注:以上僅基于一種典型的全域高壓800V/局部高壓800V架構(gòu)估算架構(gòu)升級(jí)增量成本,若采用多合一高度集成架構(gòu)將減少高壓連接器需求,OBC與DC/DC集成也將影響估算結(jié)果資料來(lái)源:華泰研究預(yù)測(cè)資料來(lái)源:易車(chē),華泰研究SiCMOS成本加速下行,國(guó)產(chǎn)替代有望啟航。短期來(lái)看,全域高壓架構(gòu)下車(chē)端器件升級(jí)成本較高、增量成本主要來(lái)自SiCMOSFET,SiCMOSFET現(xiàn)階段由國(guó)外廠商主導(dǎo),國(guó)產(chǎn)SiCMOSFET仍處在探索階段,在國(guó)產(chǎn)SiCMOSFET發(fā)展沃土的定位上,目前充電樁電源模塊中的Si基器件已基本被替換為SiC,未來(lái)短期內(nèi)國(guó)產(chǎn)SiC器件的發(fā)展將主要依靠充電樁拉動(dòng),并逐步滲透至車(chē)規(guī)級(jí)水平,中長(zhǎng)期來(lái)看,我們期待國(guó)產(chǎn)SiC廠商與下游主機(jī)廠互相驗(yàn)證以進(jìn)一步提高產(chǎn)品可靠性,有望助力全域架構(gòu)升級(jí)大幅降本。資料來(lái)源:北汽新能源,華泰研究具體至全域架構(gòu)升級(jí)的各零部件端,我們預(yù)計(jì)800V高壓平臺(tái)落地將伴隨多處器件升級(jí)需求,但最主要的變化為電機(jī)控制器、OBC、DC/DC中SiCMOS取代SiIGBT:2)電控+小三電:功率器件量?jī)r(jià)齊升,SiCMOSFET為最大受益元器件;免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。4)高壓連接器:高壓升級(jí)銅用量減少,整體價(jià)值量基本持平;5)薄膜電容:多電機(jī)+DC/DC增量需求下,開(kāi)啟強(qiáng)增長(zhǎng)周期;電機(jī):絕緣、防腐蝕性能升級(jí),扁線+油冷雙重替代為適配800V高壓系統(tǒng),電機(jī)絕緣能力、軸承防腐蝕性能亟需提高,電機(jī)繞組和冷卻環(huán)節(jié)顯現(xiàn)雙重替代邏輯——扁線電機(jī)替代圓線電機(jī)、油冷替代水冷:定位高滿槽率、高功率,扁線電機(jī)加速滲透。相較于圓線電機(jī),扁線電機(jī)滿槽率高出20%,致使整機(jī)最高效率提高約2%,同時(shí)扁線電機(jī)的高功率區(qū)間更大,利于電池長(zhǎng)續(xù)航。2022年扁線電機(jī)出貨量達(dá)276.2萬(wàn)套、占比48%,扁線電機(jī)有望受益于性能優(yōu)勢(shì)加速滲透。油冷受益于絕緣性佳,可直接接觸電機(jī)散熱冷卻。水冷不可絕緣,故僅能在電機(jī)殼外壁水套內(nèi)進(jìn)行散熱;而油冷因其良好的絕緣性,可直接在電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行接觸散熱,效果更佳,是驅(qū)動(dòng)電機(jī)散熱首選。資料來(lái)源:綠芯頻道ECC,華泰研究資料來(lái)源:電驅(qū)羊皮卷,華泰研究電控+小三電:功率器件量?jī)r(jià)齊升,SiCMOSFET為最大受益元器件為適配800V高壓系統(tǒng),對(duì)功率器件的效率提出了更高的要求,車(chē)載功率器件需由SiIGBT升級(jí)至SiCMOSFET,我們將其分拆為兩個(gè)維度,解讀SiCMOSFET替代的優(yōu)勢(shì):1)Si至SiC:SiC在功率半導(dǎo)體層級(jí)有顯著性能優(yōu)勢(shì)。相比Si半導(dǎo)體,SiC的禁帶寬度是Si的3倍,使其具備在高溫下穩(wěn)定工作的能力;SiC的電場(chǎng)強(qiáng)度是Si的15倍,使其導(dǎo)通阻抗低,導(dǎo)通能耗降低;SiC的電子飽和率是Si的2倍,可支持更快的開(kāi)關(guān)速度,開(kāi)關(guān)能耗降低;SiC的導(dǎo)熱系數(shù)是Si的3.5倍,帶來(lái)更好的散熱資料來(lái)源:聯(lián)合電子,華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。2)SiIGBT至SiCMOSFET:SiCMOSFET可優(yōu)化逆變器效率和整車(chē)能耗。相比SiIGBT,SiCMOSFET逆變器損耗可降低50%左右,提升電驅(qū)效率繼而降低整車(chē)能耗。分車(chē)型來(lái)看,從A00級(jí)別到大型SUV級(jí)別,SiCMOSFET電驅(qū)可實(shí)現(xiàn)整車(chē)電耗降低5%-7%,即同等容量電池下續(xù)航增加≥5%。資料來(lái)源:聯(lián)合電子,華泰研究800V快充趨勢(shì)下,功率器件量?jī)r(jià)齊升。單價(jià)上,SiCMOSFET替代SiIGBT,其價(jià)值量約為SiIGBT的3.5-3.8倍;用量上,相較于僅主驅(qū)配置SiCMOSFET,小三電等器件升級(jí)需求同樣迫切,整體用量增加2-3倍,量?jī)r(jià)齊升,SiCMOSFET或?yàn)樽畲笫芤嬖骷?。產(chǎn)品型號(hào)產(chǎn)品類(lèi)型產(chǎn)品參數(shù)單價(jià)(元/個(gè))AIGW40N65H5SiIGBT650V74A48.13SCT3030ALHRSiCMOSFET650V70A196.21IKQ75N120CS6SiIGBT1200V150A119.39C3M0016120KSiCMOSFET1200V115A560.76資料來(lái)源:《SiIGBT/SiCMOSFET混合器件的開(kāi)關(guān)控制策略及其應(yīng)用研究》(彭子舜,2020華泰研究繼電器:耐壓、載流容量升級(jí),價(jià)值增幅高達(dá)40%保障電路安全冗余,耐壓升級(jí)帶來(lái)40%價(jià)值增量。繼電器是一種用小電流控制大電流運(yùn)作的開(kāi)關(guān),在電路中起到自動(dòng)調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)換電路、安全保護(hù)等作用。新能源車(chē)需要配置包括主繼電器、預(yù)充繼電器、快充繼電器、普通充電繼電器、輔助繼電器5類(lèi)繼電器,根據(jù)車(chē)型及動(dòng)力系統(tǒng)的不同,單車(chē)需配備5-8只高壓直流繼電器,在800V架構(gòu)中,對(duì)繼電器的耐壓、載流能力等要求有所提高,我們預(yù)計(jì)800V架構(gòu)下單車(chē)高壓繼電器的價(jià)值量相比400V高出40%。資料來(lái)源:宏發(fā)股份官網(wǎng),華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。高壓連接器:高壓升級(jí)銅用量減少,整體價(jià)值量基本持平高壓升級(jí)銅用量減少,整體價(jià)值量基本持平。高壓連接器用于高壓電流傳輸,遍布動(dòng)力電池、OBC、DC-DC等高壓?jiǎn)卧?。高壓連接器技術(shù)壁壘之一在于平衡載流能力與溫升問(wèn)題。高壓連接器產(chǎn)熱與電流相關(guān),一般要求溫升增量不能高于50℃,若溫度達(dá)到105℃就會(huì)斷流,在控制溫升增量的同時(shí)保持載流能力提升是高壓連接器設(shè)計(jì)的核心訴求。400V架構(gòu)下,整車(chē)需配置15-20個(gè)高壓連接器,800V架構(gòu)下連接器用量略增加,但因高壓升級(jí)后電流減小,線束中銅用量減少,相比400V架構(gòu)下單車(chē)價(jià)值量變化不大。資料來(lái)源:電動(dòng)知家,華泰研究資料來(lái)源:線束技術(shù)公眾號(hào),華泰研究薄膜電容:多電機(jī)+DC/DC增量需求下,薄膜電容開(kāi)啟強(qiáng)增長(zhǎng)周期單車(chē)配置2-4個(gè)薄膜電容,多電機(jī)趨勢(shì)推動(dòng)薄膜電容開(kāi)啟強(qiáng)增長(zhǎng)周期。薄膜電容主要起濾波的作用,應(yīng)用在電驅(qū)逆變器、OBC、DC/DC中。早期平滑電容器采用鋁電解電容,但伴隨電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓提高,鋁電解電容的耐壓不足,薄膜電容器因其低損失、高耐電壓、兼容波紋電流等優(yōu)異電氣特性而逐漸成為主流,豐田Prius第二代產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)了薄膜電容器替代先河,比亞迪“秦”、特斯拉Model3也均采用薄膜電容器。從配置數(shù)量上看,800V快充車(chē)型一般需配套2-4個(gè)薄膜電容,單車(chē)多電機(jī)+快充增加DC/DC趨勢(shì)下,新增電機(jī)薄膜電容或乘新能源之風(fēng),價(jià)值量持續(xù)提升。資料來(lái)源:汽車(chē)電子工程知識(shí)體系,華泰研究資料來(lái)源:Panosonic官網(wǎng),華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。熔斷器:激勵(lì)熔斷器應(yīng)用落地,需求高增帶動(dòng)ASP上行新增激勵(lì)熔斷器應(yīng)用場(chǎng)景,需求持續(xù)高增帶動(dòng)ASP上行。傳統(tǒng)熔斷器是串聯(lián)在電路中的具有自動(dòng)切斷故障電流的保護(hù)電器,不同車(chē)型應(yīng)用熔斷器品種不一,對(duì)應(yīng)單車(chē)價(jià)值量差距較大,乘用車(chē)一般配置大規(guī)格圓管熔斷器(主回路)及小規(guī)格圓管熔斷器(輔助回路兩者市場(chǎng)單價(jià)約為70元/件及15元/件,測(cè)算出單車(chē)熔斷器價(jià)值量為185-285元。但傳統(tǒng)熔斷器分?jǐn)嗄芰τ邢?、面?duì)復(fù)雜工況易誤動(dòng)作,隨著電路保護(hù)要求的提高,新型熔斷器(激勵(lì)熔斷器、智能熔斷器等)正不斷涌現(xiàn):1)激勵(lì)熔斷器通過(guò)接收控制信號(hào)激發(fā)保護(hù)動(dòng)作,22年中熔電氣激勵(lì)熔斷器單價(jià)為101.2元/件。2)智能熔斷器可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景定制保護(hù)觸發(fā)機(jī)制,仍處于試驗(yàn)開(kāi)發(fā)階段,尚未規(guī)?;瘧?yīng)用。應(yīng)用部位具體說(shuō)明估算單車(chē)價(jià)值量主回路主回路電力熔斷器額定電流一般在300-700A,每輛車(chē)至少應(yīng)用1只,少數(shù)應(yīng)用2-3只,部分車(chē)輛的電力熔斷器裝在MSD中,一般布置在BDU中140-210元輔助回路輔助回路電力熔斷器額定電流一般小于100A,根提車(chē)輛設(shè)計(jì)不同一般應(yīng)用3-5只,主要應(yīng)用于空調(diào)、PTC、DC/DC等用電負(fù)載的回路保護(hù)45-75元合計(jì)以主回路2只大規(guī)格圓管熔斷器,輔助回路4只小規(guī)格圓管熔斷器估算185-285元資料來(lái)源:立鼎產(chǎn)業(yè)研究網(wǎng),中熔電氣,華泰研究預(yù)測(cè)10510095908580激勵(lì)熔斷器單價(jià)(元/件)20202021202220202021注:市場(chǎng)激勵(lì)熔斷器價(jià)格以中熔電氣產(chǎn)品ASP估計(jì)資料來(lái)源:中熔電氣年報(bào),華泰研究資料來(lái)源:溫州宏豐公眾號(hào),華泰研究免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀?;谖覀儨y(cè)算,快充應(yīng)用的輻射效應(yīng)主要體現(xiàn)在樁端、車(chē)端細(xì)分市場(chǎng),27年樁端公共充電樁投資規(guī)模可達(dá)345.45億元,直流/交流公共充電樁投資額分別為308.88/36.56億元;27年車(chē)端輻射市場(chǎng)規(guī)??蛇_(dá)974.87億元,材料煥新/器件升級(jí)相關(guān)市場(chǎng)有望達(dá)到488.81/486.06億元,樁端+車(chē)端合計(jì)共1320.32億元。樁端基建邁入指引驗(yàn)證期,27E公共充電樁新增投資345億我們以政策端車(chē)樁比指引為重要預(yù)測(cè)依據(jù),據(jù)工信部此前規(guī)劃25年/30年車(chē)樁比實(shí)現(xiàn)2.0/1.0,我們預(yù)計(jì)27年車(chē)樁比為1.8,在充電樁結(jié)構(gòu)上,因私人充電樁建設(shè)成本低,其擴(kuò)張速度高于公共充電樁,私人充電樁占比呈上升趨勢(shì),我們預(yù)計(jì)私人充電樁占比的增速將逐步放緩,27年維持在72%左右。公共充電樁中直流/交流結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定,根據(jù)22A及23H1趨勢(shì),預(yù)計(jì)直流/交流公共充電樁的穩(wěn)態(tài)結(jié)構(gòu)為42%/58%。我們測(cè)算23-27E的存量公共直流充電樁數(shù)量為108.3/139.9/176.8/219.8/263.9萬(wàn)臺(tái),對(duì)應(yīng)當(dāng)年新增量為32.2/31.6/36.8/43.0/44.1萬(wàn)臺(tái);23-27E的存量公共交流充電樁數(shù)量為149.6/193.3/244.1/303.5/364.4萬(wàn)臺(tái),對(duì)應(yīng)當(dāng)年新增量為46.0/43.7/50.9/59.4/60.9萬(wàn)臺(tái),27E新增公共直流/交流充電樁投資規(guī)模為308.88/36.56億元,合計(jì)345.45億元。資料來(lái)源:中國(guó)充電聯(lián)盟,華泰研究預(yù)測(cè)我們預(yù)計(jì)27E快充帶動(dòng)車(chē)974.87億元市場(chǎng),其中材料煥新/器件升級(jí)的輻射規(guī)模達(dá)488.81/488.06億元,其中硅基負(fù)極、電機(jī)電控+OBD+DC/DC為各自單價(jià)值量最大的細(xì)分市場(chǎng),分別對(duì)應(yīng)383.71/334.31億元市場(chǎng)規(guī)模。免責(zé)聲明和披露以及分析師聲明是報(bào)告的一部分,請(qǐng)務(wù)必一起閱讀。資料來(lái)源:華泰研究預(yù)測(cè)因800V車(chē)型中僅部分配置4C電池包或?qū)崿F(xiàn)高壓電氣架構(gòu),故我們基于全球800V車(chē)型測(cè)算其中實(shí)現(xiàn)4C電池及高壓架構(gòu)的車(chē)型,并以4C電池及高壓架構(gòu)車(chē)型來(lái)分別測(cè)算材料及零部件市場(chǎng)。我們假設(shè)27年全球新能源汽車(chē)銷(xiāo)量為3414萬(wàn)輛(延續(xù)2023年5月23日?qǐng)?bào)告《高景氣依舊,更看細(xì)分賽道阿爾法》預(yù)測(cè)預(yù)計(jì)800V車(chē)型滲透率達(dá)到40%,其中4C電池快充車(chē)型滲透率為30%,以單車(chē)帶電量89.2度測(cè)算,則4C電池需求可達(dá)365.43GWh,硅基負(fù)極/單壁CNT/PAA/碳包覆/導(dǎo)電炭黑/LiFSI

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