新能源汽车产业链深度报告：超快充带动车桩高压电气系统全面升级，充电更快、用电更省

超快充带动车桩高压电气系统全面升级，充电更快、用电更省 ——新能源汽车产业链深度报告 行业研究|深度报告新能源汽车产业链行业 看好（维持） 国家/地区中国 行业新能源汽车产业链行业 核心观点 电动汽车超快充需求带动车桩两端全面升级800V高压电气系统。满足当前消费者的快速补能需求，往往需要3C甚至4C的充电倍率。当前，A级及以上车型的带电量水平普遍已达到60kWh以上，并仍在持续提升，满足这些车型的快速补能需求所需的充电功率往往已经超过250kW。特斯拉V3超充系统为实现超过250kW的充电功率，充电电流已高达近700A，追求更快的充电速度，800V电压平台成为了各车企的主流选择。 升级高电压平台主要有两方面的优势：第一，可以突破大电流的限制，实现更高的充电功率。继续提升充电电流，将给充电线缆及系统散热提出巨大的挑战，提高电压平台，为充电功率的进一步提升打开了向上空间；第二，提高电压平台可以提高电动车系统运行的效率，提升续航里程。提高电压平台，在相同的运行功率下，可 以减小车内高压线束、电动机等高压用电设备中通过的电流，进而降低铜损提高运行效率，体现在用户端，能耗水平大幅优化，续航更久更实。 800V平台带动车桩两端关键组件升级，电源模块、驱动电机、充电桩和高压熔断器等设备、零部件的升级改动较关键。逆变器、整流器、电压转换器等电源模块的升级，是车桩关键部件适配高电压平台的重要条件，电源模块适配高电压平台需要升级SiC功率器件以及电路拓扑设计能力。在高压平台下驱动电机的局部放电和轴承腐蚀问题更加严重，需要进行特殊改进与设计，并进一步带动上游高压电磁线、扁线等需求提升。高压直流充电桩定位于大功率充电，高功率输出给冷却技术带来挑战，带动功率模块和冷却系统升级。800V平台对于高压熔断器等其他零部件的抗压能力要求提升，同时对其保护能力有更高要求，带动激励型熔断器等零部件的需求提升。 投资建议与投资标的 高压电源领域建议关注已有800VSiC方案量产产品布局的厂商欣锐科技(300745，未评级)、英搏尔(300681，未评级)。 电机控制器领域建议关注已有SiC电控产品量产的厂商英搏尔(300681，未评级)、精进电动-UW(688280，未评级)、汇川技术(300124，未评级)。 驱动电机领域建议关注已有800V高压电机产品量产的厂商方正电机(002196，未评级)、精进电动-UW(688280，未评级)，以及上游高压电磁线产品头部厂商精达股份(600577，未评级)。 充电桩领域建议关注已有800V大功率直流充电桩产品的厂商绿能慧充(600212，未评级)、道通科技(688208，买入)，以及大功率充电模块制造商科士达(002518，未评级)。 其他领域建议关注激励型熔断器核心制造商中熔电气(301031，未评级)。 风险提示 新能源汽车销量不达预期 800V平台相关技术迭代速度不达预期 快充基础设施建设速度不达预期 报告发布日期2023年04月16日 卢日鑫021-63325888*6118 lurixin@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860515100003 顾高臣021-63325888*6119 gugaochen@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860520080004 李梦强limengqiang@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860517100003 林煜linyu1@orientsec.com.cn 执业证书编号：S0860521080002 张洋zhangyang3@orientsec.com.cn 温晨阳wenchenyang@orientsec.com.cn 如何跨越电动车渗透率鸿沟——解决超快 2023-01-05 充瓶颈，满足高效补能诉求：——新能源汽车产业链深度报告解决消费者核心需求，寻找动力电池发展 2022-11-02 的主旋律：新能源汽车产业链深度报告 有关分析师的申明，见本报告最后部分。其他重要信息披露见分析师申明之后部分，或请与您的投资代表联系。并请阅读本证券研究报告最后一页的免责申明。 目录 800V高压平台是电动车电气架构的重要发展方向4 高电压平台可提高快充能力与车辆续航4 800V高压平台的各类升级方案5 车桩高压电气系统架构详解8 车端高压电气系统8 桩端高压电气系统10 800V平台带动车桩两端关键组件升级11 电源模块：OBC,DC/DC,电机控制器,充电桩整流模块升级的核心11 驱动电机：配套高压需解决局部放电和轴承腐蚀问题14 充电桩：带动功率模块和冷却系统升级15 高压熔断器：带动激励型熔断器需求提升17 其他零部件升级：高压继电器、高压连接器、薄膜电容18 投资建议19 风险提示20 图表目录 图1：方案一所有模块均采用400V架构，通过800V-400VDC/DC将800V直流电源转化为 400V直流电5 图2：方案二电动汽车充电系统升级800V，动力电池和其他高压模块采用400V架构5 图3：方案三动力电池和电动汽车充电系统升级800V，其他高压模块采用400V架构6 图4：方案四动力电池、电动汽车充电系统、电驱动系统升级800V，其他高压模块如空调等采用400V架构6 图5：方案五所有模块均采用800V架构6 图6：电动汽车高压电气系统8 图7：威迈斯三合一充配电系统产品9 图8：直流充电桩结构示意图10 图9：华为30kW充电模块10 图10：800V电压平台带动车桩关键组件升级11 图11：电动汽车车用零件层级示意图12 图12：SiC器件的高频性能更优13 图13：SiC器件的耐压性能更优13 图14：轴电压和轴电流产生原理14 图15：充电模块发展趋势15 图16：道通智慧充电系统产品宣传图15 图17：英维克全链条液冷解决方案示意图16 图18：熔断器结构17 图19：电动汽车高压连接器应用场景18 表1：各级车型带电量及快充所需充电功率4 表2：400V及800V平台下快充车型及充电指标4 表3：方案三、四、五优劣势对比7 表4：不同车型升级方案与架构7 表5：电动汽车高压电控系统组成8 表6：电动汽车动力系统组成9 表7：电源转换器件在电动汽车中应用12 表8：轴承防腐蚀解决方案14 表9：激励熔断器与电力熔断器对比17 表10：SiIGBT和SiCMOSFET产生浪涌电流能力对比18 表11：800V电压平台相关投资标的19 在如何跨越电动车渗透率鸿沟的系列报告中，第一、二篇我们提到新能源车市场当前正处在跨越鸿沟的关键节点，解决快充短板是赢得主流消费者支持的重要条件。快充的实现需要动力电池和充电设施的共同发力，在实现高倍率电芯技术的同时，还需要升级车桩两端的电压平台以满足快充过程的高功率需求。本文重点分析超高压快充平台下，车载电气架构会如何变化，以及这些变化对消费者带来什么直观的提升，对行业参与者有什么影响。 800V高压平台是电动车电气架构的重要发展方向 高电压平台可提高快充能力与车辆续航 高电压平台可以突破充电的大电流的限制，充电功率更高，补能速度更快。在《解决消费者核心需求，寻找动力电池发展的主旋律》中我们提到，满足当前消费者的快速补能需求，往往需要3C甚至4C的充电倍率。当前，A级及以上车型的带电量水平普遍已达到60kWh以上，并仍在持续提升，满足这些车型的超快充需求所需的充电功率往往已经超过250kW。 表1：各级车型带电量及快充所需充电功率 车型级别 A00 A0 A B C 带电量最大值kWh 41 61 96 144 120 带电量平均值kWh 25 40 60 78 86 最大带电车型3C倍率下所需充电功率kW 123 183 288 432 360 最大带电车型4C倍率下所需充电功率kW 164 244 384 576 480 数据来源：懂车帝，东方证券研究所 400V平台下充电功率进一步提升有瓶颈。目前主流电动车型的电压平台为400V，在此平台下，快充车型的最大充电功率多数在200kW以下，其中特斯拉是目前充电最快的400V平台车型，搭配V3超充桩其最大充电功率可以达到250kW，但最大充电电流高达631A，继续提升充电功率，将给充电线缆及系统散热提出巨大的挑战。 高电压平台为充电功率的进一步提升打开了向上空间。为追求更快的充电速度，更高的电压平台成为了各车企的主流选择。例如广汽AIONV、小鹏G9等车型采用800V平台，并搭配600A以上的大电流，可以实现最高400kW以上的充电功率，远超400V车型。 表2：400V及800V平台下快充车型及充电指标 电压平台 车型 最大充电功率/kW 最大充电电流/A 400V平台车型 特斯拉Model3 250 631 奔驰EQS 200 - 奥迪e-Tron 146 - 极氪001 140 382 比亚迪汉EV 123 - 飞凡R7 105 300 蔚来ES8/6 80 - 800V平台车型 长城机甲龙 480 600 广汽AIONV 480 600 小鹏G9 400 670 保时捷Taycan 270 500 比亚迪Ocean-x 228 - 现代IONIQ 220 - 极狐阿尔法S 187 - 数据来源：佐思汽研，易车，小鹏汽车发布会，新出行，东方证券研究所 提高电压平台可以提高电动车系统运行的效率。提高电压平台，在相同的运行功率下，可以减小车内高压线束、电动机等高压用电设备中通过的电流，进而降低铜损提高运行效率。体现在消费者用车层面，带来的直观变化是能耗降低，续航延长，进一步提升消费者对电动车续航的信心。 800V高压平台的各类升级方案 电动汽车升级800V架构包括整车升级800V电压平台和部分升级800V电压平台的技术过渡方案，根据电动汽车各模块中升级至800V比例，通常可以将升级方案分为以下5种方案： 方案一：动力电池、电动汽车充电系统和其他高压模块均采用400V架构，通过800V-400V DC/DC将800V直流电转化为400V直流电，为动力电池充电。 方案二：电动汽车充电系统800V，动力电池和其他高压模块采用400V架构。 方案三：动力电池和电动汽车充电系统800V，其他高压模块采用400V架构。充电插座的800V直流电经800V充电系统直接为800V动力电池充电，动力电池输出的800V直流电通过800V-400VDC/DC转化为400V直流电，为其他高压模块供电。 方案四：动力电池、电动汽车充电系统、电驱动系统800V，其他高压模块如空调等采用400V架构。充电插座的800V直流电经800V充电系统直接为800V动力电池充电，动力电池输出的800V直流电直接为800V驱动系统供电，或通过800V-400VDC/DC转化为400V直流电，为空调等其他高压模块供电。 方案五：动力电池、电动汽车充电系统和其他高压模块均采用800V架构。 图1：方案一所有模块均采用400V架构，通过800V-400VDC/DC将800V直流电源转化为400V直流电 图2：方案二电动汽车充电系统升级800V，动力电池和其他高压模块采用400V架构 数据来源：ElectricCarsInfo，东方证券研究所数据来源：ElectricCarsInfo，东方证券研究所 图3：方案三动力电池和电动汽车充电系统升级800V，其他高压模块采用400V架构 图4：方案四动力电池、电动汽车充电系统、电驱动系统升级 800V，其他高压模块如空调等采用400V架构 数据来源：ElectricCarsInfo，东方证券研究所数据来源：ElectricCarsInfo，东方证券研究所 图5：方案五所有模块均采用800V架构 数据来源：ElectricCarsInfo，东方证券研究所 从目标上看，800V平台主要为了解决超快充过程中电流过大的问题，方案一与方案二仍保留了 400V的电池系统，与