新能源汽车之800V高压平台篇：车桩电池三位一体，高压快充迎新机遇

深度报告·行业深度 2023年05月17日 新能源汽车之800V高压平台篇—— 车桩电池三位一体，高压快充迎新机遇 ■高压800V渐成趋势，车、电池和充电桩等相关零部件将受益。我国新能源汽车保有量快速增长，补能成为影响用户购买新能源汽车的主要因素之一。快充是解决补能问题的主要手段之一，而实现快充可以通过大电流和高电压两种路径，目前大电流路线复杂度较高，高压快充将是未来主流。国内外车企积极布局高压快充，预计2025年全球800V车型渗透率将达到13%。800V高压平台是一个系统工程，车端、桩端和电池端的零部件在渗透率提升过程中将充分受益。 ■整车端：高压快充趋势推动车端零部件国产化率提升。一是SiC功率半导体将加速替代SiIGBT；二是800V加速电机扁线和油冷化，电驱系统集成度不断提升；三是高压熔断器、直流继电器、薄膜电容和高压连接器等均需升级以适配800V高压平台；而在400V到800V升级过程中，国内零部件份额将逐步提升。 ■电池端：电池材料和热管理相关企业将受益。首先，电池材料环节需要为锂离子快速传导做改造，核心在于负极修饰和电解液配方；其次，升级为800V后电芯串联数量翻倍，则所需BMS的AFE（模拟前端）芯片数量也将翻倍；最后，快充导致电芯产热增加，系统级热管理需要采用多面液冷的方案。 ■充电桩：液冷大功率快充基础设施建设先行。一是充电功率提升驱动单个充电模块功率升级，以实现功率密度提升和成本下降；二是高压快充导致充电模块和枪线散热压力增大，将催生液冷模块和液冷枪线的需求；三是为缓解充电供需矛盾，分体式和功率池化是充电整桩的发展趋势。 ■业务建议及风险提示。我们认为，随着供应链逐步成熟800V车型渗透率有望快速提升，据我们测算，到2026年国内800V车型渗透率有望达到27%，彼时由800V趋势带来的零部件升级（除电池材料）增量空间超过300亿。（本部分有删减，招商银行各行部如需报告原文，请参照首页方式联系研究院） 潘伟招商银行研究院行业研究员 ：0755-83182012 ：panwei94@cmbchina.com 相关研究报告 《动力电池之电池管理系统篇— —动力电池的软实力，掌握“数据”方执牛耳》 2022.09.30 《动力电池之电池材料篇——辩趋势，谈供需，论格局》 2022.03.24 目录 1.高压800V渐成趋势，车桩电池部件将受益1 1.1补能和续航是影响电动车消费的主要因素1 1.2高压平台能有效解决充电慢和续航短的问题3 1.3全系800V兼容400V成行业主流趋势5 1.4车端、电池和充电桩等相关零部件在高压趋势下受益7 2.整车端：高压快充趋势推动车端部件国产化率提升8 2.1功率器件：SiC渗透率加速提升，国产化潜力较大8 2.2电驱系统：集成化趋势下车企自供比大幅提升11 2.3高压熔断器：国内企业受益于高压化，份额进一步提升12 2.4高压直流继电器：性能要求提升，附加值增加14 2.5薄膜电容：国内企业紧抓新能源机遇占据较高市场份额15 2.6高压连接器：欧美日具备先发优势，国产替代潜力大17 3.电池：关注快充趋势下受益的材料和热管理企业18 3.1电池材料：改性负极和电解盐为主要受益环节18 3.2电池管理系统：AFE芯片数量增加，国内企业暂时落后20 3.3电池热管理：电芯散热需求提升，国内厂商占据主导20 4.充电桩：液冷大功率高压快充基础设施先行22 4.1充电模块：800V驱动单模块高功率化22 4.2充电桩热管理：传统风冷向液冷升级23 4.3充电整桩：分体式和功率池化是未来主流趋势24 5.业务建议和风险提示26 5.1行业周期26 5.2业务建议27 5.3风险提示27 图目录 图1：我国新能源汽车保有量快速提升1 图2：影响消费者购买电动车主要因素1 图3：中国充电基础设施保有量1 图4：2015-2023年中国车桩比数据1 图5：充电时间小于1h的充电桩占比不足4%2 图6：2023年中国换电站数量及市场份额2 图7：不同直径高压线束的过流能力对比3 图8：不同纯电动车型充电特性曲线3 图9：800V高压架构能降低整车重量4 图10：高压架构能降低整车能量损耗4 图11：全球800V高压架构新能源汽车渗透率预测5 图12：当前400V高压电气架构方案5 图13：方案①：全系800V辅以电驱系统升压5 图14：方案②：全系800V辅以DC/DC升压6 图15：方案③：电池2*400V其他均为800V6 图16：方案④：电池800V其余部件400V7 图17：方案⑤：电池2*400V其余部件400V7 图18：新能源汽车碳化硅应用路线图9 图19：SiIGBT与SiCMOSFET的额定电压范围9 图20：Si与SiC器件在不同工况下的效率对比9 图21：SiC功率器件生产工艺流程10 图22：SiC器件成本构成（2022年）10 图23：SiC器件市场份额（2022年）11 图24：SiC衬底市场份额（2022年）11 图25：圆线驱动电机定子及绕组截面11 图26：扁线驱动电机定子及绕组截面11 图27：新能车驱动电机分绕组类型装机量12 图28：新能车驱动电机分冷却方式装机量12 图29：新能车电驱“多合一”搭载量及渗透率12 图30：2023年电驱“多合一”系统车企自供比12 图31：新能源车高压熔断器组成结构示意图13 图32：熔断器拥有更高的限流能力13 图33：2019年全球熔断器市场竞争格局13 图34：2019年中国新能源汽车熔断器竞争格局13 图35：高压直流继电器在新能源车中的应用14 图36：高压直流继电器结构示意图14 图37：2022年全球车用高压直流继电器竞争格局15 图38：2019年中国高压直流继电器竞争格局15 图39：2021年DC-Link薄膜电容市场竞争格局16 图40：2022年DC-Link薄膜电容市场竞争格局16 图41：2020年全球汽车连接器市场格局17 图42：2020年中国车载高压连接器竞争格局17 图43：宁德时代神行电池超高导电解液配方19 图44：宁德时代神行电池石墨负极表面修饰技术19 图45：2023年全球LiFSI竞争格局19 图46：2023年中国锂电负极竞争格局19 图47：电池管理系统的电气保护功能20 图48：电池管理系统的热保护功能20 图49：4C倍率下电池系统最高温度对比21 图50：4C倍率下电池包最大温差对比21 图51：宁德时代麒麟电池结构21 图52：宁德时代麒麟电池换热面积增大4倍21 图53：2019年国内动力电池冷却板市场格局22 图54：2020年国内动力电池冷却板市场格局22 图55：2022年直流充电桩成本构成23 图56：2022年充电模块成本构成23 图57：同尺寸升功率是充电模块的发展趋势23 图58：2021年中国充电模块市场格局23 图59：超充液冷充电枪线的结构24 图60：液冷确保充电枪线温度不超极限温度24 图61：一体式新能源汽车直流快充桩25 图62：分体式新能源汽车直流快充桩25 图63：华为数字能源功率池化和功率柔性智能分配技术25 图64：国内新能源乘用车具有较长成长发展期26 图65：800V高压快充车型的起售价从100+万元下探至20万元左右27 表目录 表1：2022年懂车帝新能源车型冬季续航能力前15名2 表2：800V高压平台相关零部件的升级趋势及国产化率8 表3：各大动力电池企业持续发力快充电池18 附录 附录1各大车企高压800V车型规划时间表29 附录2高压800V平台（除电池材料外）市场空间测算29 1.高压800V渐成趋势，车桩电池部件将受益 1.1补能和续航是影响电动车消费的主要因素 我国新能源汽车保有量快速增长，补能时间和续航里程成为影响用户购买电动车的主要因素。在国家政策大力扶持之下，我国新能源汽车保有量实现快速增长，据公安部统计，截至2023年底，我国新能源汽车保有量已达2041万辆，占汽车总量的6.1%。其中，纯电动汽车保有量为1552万辆，占新能源汽车总量的76.04%。随着新能源汽车保有量的不断增长，新能源汽车使用端的问题也逐渐显露。根据中汽中心的一项问卷调查结果统计，充电不便成为影响消费者购买电动车的首要因素，占比达56%；续航里程短位居次席，占比达51%。 图1：我国新能源汽车保有量快速提升图2：影响消费者购买电动车主要因素 资料来源：公安部、招商银行研究院资料来源：中汽中心、招商银行研究院 图3：中国充电基础设施保有量图4：2015-2023年中国车桩比数据 资料来源：EVCIPA、招商银行研究院资料来源：EVCIPA、招商银行研究院 充电换电并驾齐驱，但补能基础设施仍然存在明显不足。为解决新能源汽车面临的补能问题，政府同步出台相应政策将地方财政购置补贴转向支持充电 基础设施建设和运营。充电设施方面，截至2023年，我国各类充电桩保有量 为859.6万个，同比增长65%，车桩比也从2015年的11.6降低到2023年的2.4。然而，用户补能需求强烈，需要“5分钟以内快速充电，像加油一样方便快捷”，但当前已建成的充电桩以小功率慢充为主，充电时间在1小时以内的充电桩占比仅为4%，大功率充电设施供应仍然存在明显不足。换电设施方面，截至2023年底，我国乘用车换电站共建成3567座，其中蔚来换电站份额为65%，奥动换电站份额为19%，易易互联为8%。乘用车换电目前仍然面临标准难统一和初期投资高等问题，因此大部分车企仍选择快充作为解决补能问题的主要手段。 图5：充电时间小于1h的充电桩占比不足4%图6：2023年中国换电站数量及市场份额 资料来源：华为、招商银行研究院资料来源：EVCIPA、招商银行研究院 此外，与传统燃油车相比，新能源汽车实际续航里程仍是短板，尤其是冬季低温续航里程。根据懂车帝对2022年40余款新能源乘用车冬季低温续航的测试结果看，虽然大部分车型的官方公告续航均在500km以上，但由于实际测试路况复杂、低温下锂电池活性降低以及制热系统负荷增加等原因，车辆的低温续航里程均有明显的缩水。根据测试结果看，实测低温续航里程最长的车型蔚来ET7也仅取得375.7km的成绩，远低于传统燃油车800~1000km的续航水平。 表1：2022年懂车帝新能源车型冬季续航能力前15名 排名 车型 驱动形式 电池类型 官方续航（km） 实测续航（km） 能耗（kWh/100km） 续航达成率 1 蔚来ET7 四驱 三元 680 375.7 26.6 55% 2 比亚迪汉EV 四驱 磷酸铁锂 610 366.3 23.3 60% 3 比亚迪海豹 四驱 磷酸铁锂 655 340.6 24.2 52% 4 奔驰EQE 四驱 三元 720 331.1 29.0 46% 5 智己L7 四驱 三元 620 328.1 28.3 53% 6 极氪001 四驱 三元 650 326.5 30.6 50% 7 小鹏G9 四驱 三元 660 323.1 30.3 49% 8 小鹏P5 前驱 三元 600 323.0 22.1 53% 9 特斯拉ModelY 四驱 三元 660 319.0 24.6 48% 10 零跑C01 四驱 三元 630 315.8 28.5 50% 11 特斯拉Model3 四驱 三元 680 312.0 25.1 46% 12 蔚来ET5 四驱 三元 630 311.6 32.1 49% 13 哪吒S 四驱 三元 660 310.2 29.4 47% 14 广汽AionS 前驱 三元 600 302.0 23.1 50% 15 蔚来ES7 四驱 三元 500 293.1 25.4 58% 资料来源：懂车帝、招商银行研究院 1.2高压平台能有效解决充电慢和续航短的问题 缩短充电时间即提高充电功率，目前有大电流和高电压两条路径。根据公式P（功率）=U（电压）*I（电流）可知，可以通过升高电压或者加大电流以提高充电功率，也是目前车企所采用