新能源汽车行业专题报告：大功率超充加速渗透，看好高压架构迭代机会

新能源汽车行业专题报告 大功率超充加速渗透，看好高压架构迭代机会 西南证券研究发展中心2024年1月 汽车研究团队 分析师：郑连声 执业证号：S1250522040001电话：010-57758531 邮箱：zlans@swsc.com.cn 联系人：冯安琪 电话：021-58351905 邮箱：faz@swsc.com.cn 技术与产业链日趋成熟，大功率快充车型加速渗透。电动化长周期趋势确定，渗透率有望持续提升。据乘联会数据，2023年全年新能源乘用车批发端渗透率34.7%，同比提升6.7pp。随着新能源汽车渗透率的持续提升，快速充电需求也在不断增长。目前，汽车补能技术多元化发展 ，高压快充方案更被业界看好。相比大电流快充，通过提升系统电压具有更高的理论充电功率、对电池的伤害较小、适用范围更广等优点。第 三代半导体和高倍率电池技术日趋成熟，800V高压平台是解决里程焦虑与充电慢的主流选择，800V高压超快充平台车型正加速上市，目前已进入20万价格带，呈现从高端向中低端车型的渗透与普及趋势。据Marklines数据粗略统计，2023年中国800V平台车型（统计范围电池电压大于570V）销量34.8万辆，在纯电动乘用车中的渗透率达到5.7%。我们预计2024年中国和全球800V平台车型销量分别为110/195万辆，2024-2026年CAGR分别为137%/140%。 大功率快充推动零部件升级，看好高压架构迭代机会。高压架构下，看好动力电池系统、电驱动系统、电源系统、热管理系统等零部件迭代机会。800V高压平台的普及是个“牵一发而动全身”的系统工程，不仅涉及快速充电系统的建设布局，还需要开发适应高压平台的零部件。高电压环境下，电池包、电驱动系统、车载电源系统、高压线束等高压部件都需要重新适配，所用的元器件及材料耐压等级需提升至800V及以上，另外还要面临更高电压带来的安全、热管理、成本等方面的挑战。高压平台将增加整车成本，以当前较为成熟的2C快充，采用150kW前驱动系统为例，950V电压平台相比450V电压平台增加成本增加约6500元。长期看，随着SiC、快充电池等核心部件的成本降低，中低端车型亦有快充需求，800V及以上电气架构升级具备长期趋势。 投资建议：电动化长周期趋势确定，渗透率有望持续提升，快速充电需求也在不断增长。第三代半导体和高倍率电池技术日趋成熟，800V高压平台车型呈现从高端向中低端车型的渗透与普及趋势，建议关注高压架构下相关零部件的投资机会。相关标的：均胜电子(600699.SH)、威迈斯(688612.SH)、香山股份(002870.SZ)、欣锐科技(300745.SZ)、鑫宏业(301310.SZ)、沪光股份(605333.SH)、英搏尔(300681.SZ)。 风险提示：新能源汽车销量不及预期风险；新技术降本不及预期风险；车企电动化转型不及预期风险；800V平台车型销量不及预期风险等。 1、技术与产业链日趋成熟，大功率快充车型加速渗透 1.1电动化长周期趋势确定，渗透率有望持续提升 1.2汽车补能技术多元化，高压快充方案更被看好 1.3第三代半导体和高倍率电池技术日趋成熟，高压快充车型加速渗透 2、大功率快充推动零部件升级，看好高压架构迭代机会 2.1动力电池系统 2.2电驱动系统 2.3电源系统 2.4高压线束 3、相关标的 2023年中国新能源乘用车批发端渗透率34.7%，同比提升6.7pp。据乘联会数据，2023年12月全国乘用车厂商批发271.4万辆，同比增长22%，环比增长6.6%，今年以来累计批发2553万辆，同比增长10.2%。12月全国乘用车厂商新能源批发110.8万辆，同比增长47.5%，环比增长15.3%，今年以来累计批发886万辆，同比增长36.3%。2023年全年，新能源乘用车批发端渗透率达到34.7%，同比提升6.7pp。 预计24年新能源乘用车渗透率能达到43%，同比提升8.3pp，销量达1131万辆：行业竞争加剧，“以价换量”趋势将有所持续，在供给持续多元的背景下，预计A0/A/B级车型的新能源渗透率均有望增加，同时，新能源积分政策也将一定程度促进新能源汽车渗透率提升。此外，发改委发布《关于加快推进充电基础设施建设更好支持新能源汽车下乡和乡村振兴的实施意见》，政策端持续发力优化新能源用车环境将促进渗透率提升。基于上述多个因素，我们假设明年新能源渗透率能达到43%。整体看，预计24年新能源乘用车销量达1131万辆水平。 24年增长点：预计明年华为“生态圈”将贡献重要增量；理想汽车月销量已突破4万辆关卡，2024年理想计划共上市交付4款产品，预计销量 将有明显增长。此外，我们认为长安、奇瑞、吉利、长城、阿维塔、小米等品牌也将会为明年贡献增量。 表：我国新能源乘用车批发端销量测算 时间 狭义乘用车销量 （万辆） YOY 新能源渗透率 新能源乘用车销量（万辆） YOY 2022 2317 9.9% 28.0% 648 97.0% 2023 2553 10.2% 34.7% 886 36.7% 2024E 2630 3.0% 43.0% 1131 27.6% 全球新能源汽车渗透率持续提升。据Marklines数据统计，2022年全球新能源汽车（剔除hv）销量达1262.3万辆，同比增长51%，渗透率达15.9%，同比提升5.5pp；2023年前11个月，全球新能源汽车销量达1495万辆，同比增长34.5%，渗透率达18.8%，与2022年同期相比提升3.4pp。 2023年美国纯电动汽车渗透率仅7.4%，还有很大提升空间。2023年，美国汽车销量1612.5万辆，其中纯电动汽车销量119.4万辆，同比增长 46.8%，渗透率7.4%，同比提升1.8pp，未来还有很大提升空间。 全球新能源汽车销量及渗透率 美国纯电车渗透率目前仍然较低 新能源汽车的主要补能方式：慢充、快充、增程、换电 慢充：通过交流充电桩充电，功率小，充电速度慢，一般为6-10小时，成本低，多用于小区充电桩。 快充：通过直流充电桩充电，功率大，充电速度快，一般为0.5-1小时，成本较高，多用于公共充电桩。 增程：增程式的原理是在动力电池之外配备一个发动机，发动机不直接参与动力输出，而是用来发电。在电池电量充足时可以用纯电行驶，当电量不足时，发动机启动给电池充电，是一种纯串联的工作模式。 换电：通过更换动力电池的方式，可以在短短的几分钟之内就完成全部换电过程。 型号 充电时长 代表车型 慢充 8-12小时 标配 快充 0.5-1小时 保时捷Taycan、小鹏G9、智己LS6、阿维塔、极氪007 增程 发动机供电 理想L系列、问界M7/M5 换电 几分钟 蔚来全系 表：新能源汽车的主要补能方式对比 发展超充技术目前有两个方向，增大电流或提高电压：充电功率=电压×电流，因此提高充电功率可以通过增大电流或提高电压的方式。 大电流快充技术。大电流快充技术通过增大充电电流实现快充。目前采用400V架构+大电流的车型有特斯拉Model3、极氪001等，特斯拉是大电流直流快充方案的代表企业，早先由于高压供应链尚不成熟，特斯拉选择整车电压平台不变，用大电流直流技术实现快充。从第一代超级快充进化到第三代超级快充，特斯拉超充桩的电流从250A提升至640A，超充功率也从100kW提升至250kW，充电效率行业领先。 高电压快充技术。由于单一提高充电电流会产生大量的热量，对整车线束和动力电池系统的热管理技术要求更高。未来，行业内有望普遍采用高电压架构。随着高压供应链的逐渐成熟，目前，国内小鹏、比亚迪、岚图、理想等车企纷纷进军800V车载高压平台。高电压充电技术通过将动力电池系统电压平台从400V提升至800V，加快充电速度的同时可以提升整车的动力性能及续航里程，大幅降低大电流带来车内线束过粗 ，有利于车内空间布局的优化，减轻整车重量。保时捷Taycan出于对充电速度和动力性能的追求，率先量产了800V电压平台，采取了完整的800V电池架构，把整车所有的高压系统都升级了。800V级高电压方案的实现，将会使充电功率突破400kW，充电5min，续航200-300km，将大幅缓解充电焦虑。 发展方向 优点 缺点 代表方案 大电流 大电流技术改造相对容易，起步较快 产生大量的热量，对整车线束和动力电池系统的热管理技术要求更高；业内认为，充电电流进一步提升的空间较为有限。 特斯拉V3超充 高电压 热损耗低、增加续航里程 涉及到大量用电部件的升级迭代，成本较高 800V高压快充 表：超充方案对比 据特斯拉官方微博，2014年，特斯拉在中国大陆地区建立首座超级充电站。截至2023年11月1日，特斯拉在中国大陆已经落成：1800+座超级充电站，11000+根超级充电桩，700+座目的地充电站，2000+根目的地充电桩，100%实现中国大陆省会城市及直辖市覆盖。 据华为数字能源官微，12月7日，华为数字能源技术有限公司总裁侯金龙在海口举行的2023世界新能源汽车大会（WNEVC）上表示，华为数字能源将携手客户、伙伴，计划于2024年率先在全国340多个城市和主要公路部署超过10万个华为全液冷超快充充电桩，实现“有路的地方就有高质量充电”。 大电流超级快充 高电压超级快充 从第一代超级快充进化到第三代超级快充，特斯拉超充桩的电流从250A提升至640A，超充功率也从100kW提升至250kW。 充电15分钟，续航大约增加250公里。 华为“巨鲸”800V高压电池平台， 充电5分钟，续航增加215公里。 大电流会导致充电枪、线缆及动力电池核心部件等产生很高的热损失，其理论上限并不高。通过提升系统电压来提高充电效率成主流选择，当 系统电流保持不变时，将系统电压从400V提升到800V，充电功率会随着系统电压翻倍，充电时间会大大缩短。 大电流直流超充方案，目前属于少数派阵营。以特斯拉为典型代表，从第一代超级快充进化到第三代超级快充，特斯拉超充桩的电流从250A提升至640A，超充功率也从100kW提升至250kW，充电效率行业领先。虽然V3的峰值充电功率可达250kW，但从车主们实际使用情况来看 ，基本上在电量5%-20%时才能达到峰值充电功率。当电量超过20%后，充电功率则会逐渐下降。在电量30%-90%时，充电优势并不明显。在安全隐患方面，以线束为例，加大了输入电流，通常需要更粗的线束，以防线束过热导致熔断事故。虽然目前，在充电桩端，V3超充桩采用循环水冷等技术用于线束降温，使V3较上一代V2超充桩线束更细，缓解充电时线束温度过高问题，但如果再进一步大幅加大输入电流，仍然面临线束需要加粗，导致成本提高和使用不便等问题。而在汽车端，线束加粗难度则更大。由于线束横截面积增大，使其刚度增强、难以弯曲，不仅在车内难以布局，而且可能在遭遇碰撞后刺入驾驶舱，造成危险。业内认为，520A已逼近充电电流上限，进一步提升的空间较为有限。 高电压平台是目前多数派阵营看好的主要方向。对于电池端，快充实质上是提升各电芯所在支路的充电电流，而随着单车带电量超100kWh以上的车型持续推出，电芯数量增加，若仍继续维持400V母线电压规格，电芯并联数量增加，导致母线电流增加，对铜线规格、热管理带来巨大挑战。因此需要改变电池包内电芯串并联结构，减少并联而增加串联，由于串联数量增加，母线端电压将提升。而100kWh电池包实现4C快充所要求的母线电压即为800V左右。因此，使用高电压平台和与之配套的超级充电桩，是目前多数派阵营看好的主要方向。高电压平台是指整车三电系统工作电压，从当前主流的200-400V平台，提升至800-1000V高压平台，通过提高电压，从而提高充电功率。400V电压下，充电功率最大可达100kW，30%-80%的充电时间需要30分钟。而800V高压下，充电功率可达300-500kW，6-10