电力设备与新能源行业：高压已至，4C加持，快充元年启幕

证券研究报告·行业研究·电力设备与新能源行业 高压已至，4C加持，快充元年启幕 电新首席证券分析师：曾朵红执业证书编号：S0600516080001联系邮箱：zengdh@dwzq.com.cn 电动车首席证券分析师：阮巧燕执业证书编号：S0600517120002联系邮箱：ruanqy@dwzq.com.cn 联系电话：021-60199793 2023年12月19日 摘要 快充新车型大量推出，价格带下探至20万，23年在纯电车型中渗透率1-2%，后续有望快速提升，25年渗透率预计突破12%。快充是解决里程焦虑的关键，23年800V新车大量推出，价格带下探至20万区间，相关订单表现亮眼。高压快充大势所趋，快充整车端成本增加5千-1万元，基本可以由主机厂承担，预计率先匹配20万元以上纯电车型+车企自建大功率快充桩，后续下探至15-20万元纯电车型+第三方放量超充桩。23年看，国内小鹏、理想、问界、极氪等车企高压平台车型加速量产落地，此外宁德时代发布4C铁锂电池降低快充成本门槛，华为推出全液冷超充桩，电车电池电桩形成三位一体，快充大规模推广拐点已至。我们预计全球快充24年在新能源渗透率达5%，在纯电渗透率达8%，25年在新能源渗透率达8%，在纯电渗透率突破12%。 零部件升级800V高压架构，单车价值量提升，碳化硅、熔断器及车载电源弹性较大。高压快充主流采用全域800V架构，对耐高压和转换效率要求提升，价值量弹性SiC（+192%）>熔断器（+73%）>继电器（+33%）>车载电源（+27%），格局熔断器（中熔激励熔断器唯一国产厂商）、车载电源（威迈斯客户结构优，市占率30%+）较优；分环节看，磁性元器件由IGBT升级至SiC体系（单车1200→3500元），车载电源高压化（单车2200→2800元），高压直流继电器要求提升（单车600→800元），熔断器或新增激励熔断器（单车150→260元），薄膜电容要求和使用量提升（单车400→480元），金属软磁粉芯用量提升（单车35→135元）。 4C电池核心在于负极和导电剂，负极造粒包覆材料用量翻倍，导电剂添加比例提升。高功率快充需搭配4C电池，Pack端看，电池包中电芯数目增加，单体电芯容量变小，以满足800V平台高电压要求，电芯导流散热设计加强，水冷板散热面积增大。材料端看，核心升级在于负极和导电剂，其中负极造粒包覆的沥青品质和用量提升，导电炭黑和碳纳米管用量提升，硅基材料后续有望渗透，负极极片升级为双层涂布。市场端看，快充电池目前以三元体系为主，随着龙头电池厂突破铁锂4C体系，后者凭借性价比优势，未来份额有望快速提升。 超充桩全面升级液冷，单站建设成本较高，整体渗透率较低，第三方超充桩后续有望开启放量。4C电池需要搭配400kW+的超充桩，设计难点不在于功率而在于散热，因此液冷成为重要趋势，单模块向40kW+迭代，枪线向轻量化发展，主控板或通过智能分配功率（充电桩→充电堆）等技术升级，提升充电桩的利用率和盈利水平。目前大功率直流桩占比较低，主要由车企自建布局，后续有望看到第三方超充桩开启放量。 投资建议：全产业链看，零部件弹性＞电池弹性＞充电桩弹性，其中碳化硅、车载电源、熔断器、负极包覆材料、导电剂、 液冷等环节弹性较大。零部件端看好国内激励熔断器龙头（中熔电气）、碳化硅衬底龙头（天岳先进）、车载电源龙头 （威迈斯）等；电池端看好技术引领的电池龙头（宁德时代），用量增加的碳包覆标的（信德新材）、导电剂标的（天奈科技、黑猫股份）等；充电桩端关注华为超充的相关标的（永贵电器、鑫宏业）。 风险提示：价格竞争超市场预期，原材料价格不稳定，影响利润空间，投资增速下滑及疫情影响。 目录 高倍率+高电压双管齐下，贯通续航焦虑最后一环 快充车型进入20万价格带，加速渗透大势所趋全车800V平台架构升级，零部件规格要求提升 神行电池突破4C铁锂，全面开启平价超充时代 政策加速快充桩建设，全液冷打造极致超充体验投资建议&风险提示 快充：直击需求痛点，高功率充能补齐体验最后一环 快充指高功率直流充电。快充在行业内定义宽泛，我们将倍率2C以上，最高功率120kW以上充电定义为快充， 选用无需转换的直流快充方式。 快充可显著改善续航焦虑。随着提升续航边际成本增加，加快充能速率才能有效解决充电焦虑，使新能源车 摆脱木桶效应，补齐最后一环全面超过燃油车体验。 相同电量下，充电功率越大时间越短高功率要求达到大电流或高电压 电量（kWh）=功率（kW）×时间（h） 功率（kW）=电压（V）×电流（A） 4 数据来源：公司公告，东吴证券研究所测算 420 360 300 240 180 120 30 60 6 22 15 11 9 7 45 89 充电功率（kW）充电时间（min） 图：快充功率提升加快充电速度 *以2022年全球新能源车平均带电量，最大功率恒流充电测算，实际充电时间应长于测算值 图表：实现快充的两种技术方案 大电流快充 代表方案：特斯拉超级充电（V3超充最高电流700A） 技术特点：改造容易，可在原有车型架构上升级；但发热严重，高效充电无法全程覆盖。 高电压快充 代表方案：800V高压车型 技术特点：热损耗小，有利于线束减重；需配合基础高压桩建设，对车的硬件要求增加。 电车快充：大电流易于结构升级，高电压大势所趋 换电对比快充：换电速度更快，但是重资产运营，技术非标化，难以广泛普及，快充发展格局清晰前景明确。 大电流对比高电压：大电流技术改造相对容易，起步较快，但热损耗严重；高电压技术具备热损耗低、增加续航里程优势，成为行业主流趋势。 图表：电车快速补能方式对比 换电模式大电流快充高电压快充 代表 企业 补能 速度3-5分钟换完 15分钟最多可为车辆补充 约250公里的续航里程 5分钟补充 约200公里的续航里程 *V3代特斯拉超充桩为例*小鹏G9为例 技术速度快，充电站对换下的电池进 优点行慢充有利于延长寿命 缺点重资产运营，车型非标化，换电站 不足适用于单一车企，且电池技术的迭代与服务现有车型之间存在矛盾 改造相对容易，可在400V车型上持续迭代，兼容现有充电网络 高效充电并非全程覆盖发热、热损耗严重 有效降低热损耗，提高电驱效率，带来车内线束线径的减小，有利于车内空间布局的优化 需配合高压电桩建设，车端零部件需要适配，对功率器件要求增加 5数据来源：各车企官网及公众号，东吴证券研究所 大电流快充：成本低易于架构升级迭代，热损耗较大 大电流快充成本低发热明显，特斯拉快充方案积淀深厚。大电流快充指在400V电压平台下，通过提升电流至500A+实现200kW级快充，对车架构要求小，但大电流通过车、桩线路时发热严重。特斯拉大电流快充方案已连续迭代四个版本，目前正陆续向其他车企共享超级充电网络，快充基础设施运用效率有望进一步提升。 超充桩 V1 V2 V3 V4 最大输出功率 120kW 150kW 250kW 350kW 最快充能速度 270km@30min 270km@30min 250km@15min 400km@15min 线缆长度 2.4m 2.7m 1.5m 3.0m 冷却系统 空冷 空冷 液冷 液冷 图：特斯拉V1-V4代大电流超充桩（从左往右）表：特斯拉4代大电流超充桩性能对比 图：特斯拉Model3长续航后驱版+V3大电流超充桩充电功率实测 300 充电功率（kW） 6 数据来源：特斯拉官网，EVLaB，42号车库，东吴证券研究所 V3 V2 250 242 228 221 214 205 195 200 178 157 140 150 130 102 102 102102102102102102 102 118 102 101 94 100 85 70 96 55 50 87 82 75 41 61 32 47 0 3426 剩余电量 SOC 23 14 6%10%15%20%25%30%35%40%45%50%55%60%65%70%75%80%85%90%95% 高电压快充：全车架构迈进800V，整车性能大幅提升 高电压平台提升快充能力，同时优化整车效能。800V高电压快充指整车高压电气系统电压在550-930V，高于传统230-450V新能源电压范围。电压提升后电流减小，电池损耗、线束损耗均减小，整车能效提升，同时缩小线束直径更有利于整车布局。尽管高电压平台成本较高，从长期看对整车增效明显大势所趋。 图表：小鹏G9（800V）对比特斯拉ModelY（大电流快充）图：部分800V上市车型 对比场景1： 两台车同用第三方充电桩 对比方式： 充入相同电量（44度电），比较用时 对比场景2： 各自搭配自家最新版快充桩 对比方式： 充电时间相同（15min），比较电量 小鹏G9 功率kw用时min功率kw电量kwh 180 160 140 120 1633531 14730 25 350 300 250 301 226 60 53.28 50 21240 保时捷Tycan 100 80 952018 96 15 200 150 35 14030 60 10 40 205 00 峰值功率平均功率用时 100 50 0 20 10 0 峰值功率平均功率 充入电量 路特斯Eletre 小鹏G93C版 ModelY 小鹏G93C版 ModelY 现代Ioniq5 7数据来源：易车，皆电GeekNEV，东吴证券研究所 高电压快充：新车型加速落地，大规模推广拐点已至 高压快充为主要发展方向，新车落地加速，订单超预期。23年看，800V快充平台新车落地加速，且价格进一步下探，4月18日，理想汽车发布纯电解决方案，搭载宁德时代4C麒麟电池，开启10分钟快充时代；6月29日，小鹏G6正式上市，首发量产全域800V高压碳化硅平台，快充峰值功率280kW，起售价20.99万元，订单超预期，7月交付超3900台，后续问界、蔚来、极氪、合创高电压平台新车型预计陆续落地，24年新车中20万+纯电车型基本标配800V快充平台，快充大规模推广拐点已至。 表：全球高电压平台车型梳理（部分） 企业 车型 发布时间 充电平台（V） 快充时间 续航（km） 保时捷 Taycan 2019 800 4min100km 500 现代 IONIQ5 2021 800 5min100km 500 北汽极狐、华为 阿尔法SHi版 2021 750 10min197km 708 长城 沙龙-机甲龙 2021 800 10min401km 802 广汽埃安 AIONV 2022 880 5min207km 1000 长安、华为、宁德 阿雅塔11 2022 750 10min200km 600 小鹏 小鹏G9 2022 800 5min200km 650 路特斯 TYPE132 2022 880 20min400km 600 通用 凯迪拉克LYRIQ 2022 800 10min160km 650 东风岚图 - 2022 800 10min400km - 特斯拉 Cybertruck 2023 800 - 805 理想 MEGA 2023 800 - - 理想 - 2023 800 10min400km - 小鹏 小鹏G6 2023 800 10min250km 755 赛力斯、华为 问界M9 2023 800 600 吉利 极氪CS1E 2023 800 - 500 合创 合创V09 2023 800 5min200km 750 零跑 零跑B11 2023 800 5min200km 580 大众 奥迪A6etron 2023 800 10min300km 700 大众 奥迪Q6etron 2023 800 - 600 蔚来 - 2024 800 - - 奔驰 8 - - 800 - 数据来源：各公 - 司官网，东吴证券研究所 快充：电芯电车电桩三位一体，共推快