2023新能源汽车快充行业驱动因素市场现状产业链及相关公司分析报告

2023年深度行业分析研究报告 目录 一、快充行业概述1 二、驱动快充发展的因素4 三、市场现状7 四、产业链分析11 五、相关公司31 六、市场规模预测34 一、快充行业概述 1、概念 快充是指在较短时间内使动力电池达到或接近完全充电状态。实现快充需要动力电池和充电设施的共同发力，包括提高电芯技术和升级充电桩的电压平台以满足高功率需求。 2、何谓充电？ 充电分为直流充电、交流充电两种模式，可依据AC/DC安装位置划分，要想实现“快充”需依赖直流快充。电网端输出的电能为交流电，需转换成直流电后才能为电池充电。转换所需的整流器（AC/DC转换器）可安置在车外的直流充电桩上，或车内的车载充电器上，由此衍生出2种充电模式： 1）直流充电模式：由直流充电桩完成从交流电到直流电的转换任务，电能输送至车端时已经为可直接充入电池的直流电。 2）交流充电模式：由车内充电器OBC完成从交流电到直流电的转换任务，电能输送至车端时仍为交流电，尚需OBC来转换为直流电。 直流充电模式下整流器转换效率高，充电速度快于交流充电模式。整流器的功率、散热性能与其体积成正相关，直流充电模式下的整流器安装在车外的充电桩中，无须担心会占用车内空间，可使用大型整流器，由此转换效率高、充电速度快。 3、大功率充电可通过高电压或大电流实现，通过高电压实现快充更为主流 充电时间=电池容量/充电功率。电动汽车的充电时间主要取决于车辆的电池容量与充电桩的充电功率。电池容量越大，续航能力越强，提高电动车的电池容量是趋势之一。在同一充电功率下，需要的充电时 间就越长。而充电功率越大，充电速度越快，需要的充电时间就越短。因此，大功率快充是解决补能焦虑的最重要方式之一。 充电功率=系统电压×充电电流，充电功率由系统电压和充电电流共同决定。因此，实现大功率快充有两条技术路线：一是大电流快充技术，二是高压快充技术。但大电流快充方式的劣势明显，目前高电压成为了快充主要趋势。 大电流快充技术，目前推广程度低。需要升级电芯的材料体系和结构，以提高单体电芯的最大充电电流，需要使用更粗的线束，由此带来充电部件体积、重量的增加，影响用户操作的便利性。同时，大电流充电过程中产生的热量大幅增加，带来更大的散热问题，容易产生安全隐患，对热管理要求更高，技术难度较大。且能量损失严重、转化效率低。此外，大电流模式仅在10%-30%SOC进行最大功率充电，其 他区间的充电功率有明显下降。该路径的应用以特斯拉Model3为代表。 高压快充技术，是目前车企实现快充的主流选择。在高电压系统下，电动车的电驱系统效率会提升，从而增加续航里程。高电压模式相较于大电流模式，具有高效充电SOC区间更大、充电功率峰值更高、 技术难度相对较小、成本相对可控等优势。该路径的应用以德系车企和国内自主品牌为代表，电压平台从400V提升至800V。 4、“4C快充+800V平台”是实现快充的最佳搭档 充电倍率指电池在规定的时间充电至其额定容量时所需要的电流值。对于动力电池，快充的平均充电倍率一般需达到1C或以上。电池的充放电倍率一般由nC（Capacity）表示，nC代表一小时充电时间能够充满n倍电池总电量，倍率值n越大充满电的时间越短。1C指的是，如果电池容量是100Ah，充电电 流100A，就是1C充电倍率。100Ah的电池，若能一直以1C充电，理论上可以1小时充满。4C指的是，电池在四分之一个小时（15分钟）内充满。 400V平台下充电功率进一步提升有瓶颈，800V平台成重要发展方向。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。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。 5、充电功率≥300kW可称为超级快充，高电压是面向未来的高上限技术路径 根据现有市场技术水平特征，超级快充最高充电功率需要大于等于300kW，即充电桩的最高功率和智能电动汽车的充电峰值功率都要达到300kW+的水准。 在超级快充的标准下，高电压技术路径通过整车800V架构升级而实现，充电电压不低于750V，且电流不低于400A；该技术路径是面向未来的、颠覆式的，优点是发展上限高，充电和用电损耗都较低，且重量轻、体积小，潜在玩家众多；缺点是硬件成本高、产业尚未成熟。 高电流技术路径通过热管理和电池管理系统的升级达成超级快充，充电电压不低于375V，且电流不低 于800A；该技术路径是面向当下的、渐进式的，优点是技术成熟，无需车端硬件改造且适用已售产品；缺点是充电损耗高，技术发展上限有限，玩家较少。 二、驱动快充发展的因素 1、新能源汽车快速发展，充电桩需求缺口仍较大 新能源汽车需求的爆发式增长：在各国政策的大力支持下，下游车企加大新能源业务发展力度，推动优质新能源车型投放、续航里程提升、智能驾驶体验优化和配套设施进一步完善，消费需求显著提升。2022年新能源汽车销量为688.7万辆，23年上半年新能源汽车保有量达1620万辆，同比增长近53%。 电动汽车以纯电为主：2023年上半年，新能源汽车销量为374.7万辆，同比增长44.1%，其中纯电新能源汽车实现271.9万辆的销量，占比72.56%；插电式混合动力售出102.5万辆，占比27.36%。 2022年以来国内充电桩建设明显提速。根据中国充电联盟发布的数据，截至2023年6月末，全国充电桩保有量为665.2万台，同比增加69.8%。其中，公共充电桩占比32.3%，私人充电桩占比67.7%。近年来车桩比整体呈下行趋势。截至2023年6月末，车桩比下行至2.4:1，距离工信部此前规划的目标 “到2025年实现车桩比2:1，2030年实现车桩比1:1”尚有较大的差距。 2、亟待解决补能焦虑，大功率快充桩占比有待提升 里程焦虑是困扰电动汽车大规模推广的主要因素，提高电池能量密度和缩短充电时间是解决电动车里程焦虑的两大关键途径。目前市场上已有多款车型的续航里程达到500km以上，随着电池技术进步，车辆续航里程不断突破，与此同时，充电时长成为另一亟待解决的痛点，用户迫切需求更大功率的充电技术和更快的充电速度。根据中汽中心用户调查显示，充电难问题成为影响用户购买电动汽车的首要顾虑因素。 用户对于电动车能够快速补能的需求强烈，但当前匹配电动车快充需求的直流充电桩数量不足，预计未来直流充电桩的占比将继续提升。 3、国家政策积极推进大功率充电基础设施建设 大功率充电能够有效缓解充电慢问题，改善新能源汽车用户的充电体验。为了缓解潜在消费者的充电难焦虑，更大释放新能源汽车消费潜力，大力发展公共快充桩已成为行业共识。近年来，国家出台了多项优化充电基础设施体系的相关文件，从政策层面持续积极推进大功率充电基础设施建设，重点鼓励在高速公路、城乡公共区域等场景打造快充网络，加快大功率充电技术研究和推广应用。 4、新标准发布助推高压快充行业发展 充电标准是保障电动汽车与充电设施互联互通以及安全可靠充电的基础。近年来，以“大功率直流充电”等为代表的新技术、新业态、新需求不断涌现，加快修订完善原有充电接口相关标准成为行业普遍共识。今年9月，由工业和信息化部提出、全国汽车标准化技术委员会归口的GB/T20234.1-2023、和GB/T20234.3-2023两项推荐性国家标准正式发布，对原有2015年版国标方案进行升级。新标准在沿 用我国现行直流充电接口技术方案、保障新老充电接口通用兼容的同时，将最大充电电流从250安培提 高至800安培、充电功率提升至800千瓦，增加了主动冷却、温度监测等相关技术要求。相同电流下， 800V车型能利用更高的电压，从而获得更快的充电速度。500A电流下，400V平台车型可获得 200kw充电功率，而800V车型可获得400kw充电功率。 三、市场现状 1、目前国内公共充电桩以交流充电桩为主，大功率快充桩成为趋势 目前国内公共充电桩以交流充电桩为主。截至2023年6月末，公共交流充电桩124万台，占比57.7%， 公共直流充电桩90.8万台，占比42.3%。近年来，公共直流充电桩的占比逐年提升，2020年至2023 年上半年，占比分别为38.3%、41.0%、42.3%、42.3%。 近年来，我国新增公共直流充电桩的平均功率正在呈逐年上升趋势，从2016年的63kW提升至2020年的132kW。随着新能源汽车保有量持续增加以及车辆电池容量不断提升，快充需求日益凸显，更大功率的直流充电桩逐步面市。目前已经有240kW、360kW、480kW的大功率直流桩实现出货，但占比仍 很低。根据中电联统计数据显示，当前我国公共直流桩的充电功率普遍在60kW-150kW，占比近九成。单枪150kW以上的公共直流桩占比仅为5%。而大功率快充桩显然已经成为充电桩行业未来发展的主流趋势。 2、各车企加速布局高压平台车型 随着新能源汽车渗透率快速提升，传统车企加快向电动化转型，更多新势力规模量产，车企之间的竞争更加深化和多元，车企对于推出差异化竞争产品的意愿较强。缩短充电时间是提升电动车使用体验的关键之一。高压架构带来的充电快、效率高的优势能够提升车企产品的竞争力，成为车型新卖点之一。海内外头部车企率先在高端车型应用800V高压平台，构筑产品差异化竞争力。近年来，高压快充路线受到越来越多主机厂的青睐，相继推出或计划推出800V高压平台车型。 国内：国内主流车企纷纷加速布局高压快充车型。比亚迪、广汽埃安、北汽极狐、吉利极氪、东风岚图、长安、长城、小鹏等多家车企均已相继推出基于800V高压平台的高端车型，快充性能基本可以达到充电10min续航增加200km以上。此外，理想、蔚来、零跑等车企也均发布800V平台架构或规划。 海外：近年来，头部车企在高压快充车型上布局领先。2019年，保时捷率先推出全球首台搭载800V 平台电动车型Taycan，最大充电功率270kW，约23min完成5%-80%SOC，后续版本最高充电功率达350kW。2020年现代发布E-GMP平台，2021年奥迪自研PPE平台面世，搭载800V充电系统的车型，均可实现在短时间内快速充电。此外，奔驰EVA平台将于2023年9月推出800V车型。大众预计 2024年量产800V车型。通用的第三代纯电动平台、捷豹路虎的电气化平台，均选择800V作为车辆的运行电压。 随着800V高压平台车型逐步进入量产阶段，头部新能源车企和充电运营商积极推进高压大功率直流充电桩网络加速布局，驱动高压充电基础设施加快建设。为了配套高压快充车型的推广，前期整车厂大多自建快充桩。小鹏汽车2022年下半年逐步构建800V/480kW超充网络；蔚来汽车于2022年12月正式发布500kW超快充桩；理想汽车计划2023年推出400kW超级快充技术，到2025年在全国建成3000个以上超级快充站；广汽埃安预计到2025年在全国300个城市建设2000座超充站；吉利和北汽也均自建了超级充电站。此外，特来电和星星充电等运营商也正在积极推动超级快充站的建设。 userid:414195,docid:144650,date:2023-11-02,sgpjbg.com 3、电池企业积极布局快充技术 动力电池作为高压平台架构中的重要一环，电池快充技术是其中至关重要的突破口，也成为了动力电池企业参与未来市场竞争的核心竞争力。 目前国内领先动力电池企业正在推进动力电池充放电倍率从1-2C向4C发展，包括宁德时代、中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能等已经推出快充电池解决方案，主要围绕电池材料体系、结构体系及电池包热管理进行技术迭代创新。 四、产业链分析 高压快充是一个高度复杂的系统性工程，从电动车三电到充电桩到电网层面需要进行系统性升级，而系统性升级对桩端和车端都提出