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2024-2029年高压快充行业市场方案及发展趋势预测研究分析报告
思瀚产业研究院    2024-08-02

高压快充行业是指专注于为电动汽车、移动设备等提供高功率、高效率充电服务的行业。高压快充技术旨在通过采用更高的电压和更大的电流,缩短充电时间并提高充电效率

这种技术可以使电动汽车在短时间内充满电,从而提高其可用性和用户体验。高压快充能够有效解决电动车里程焦虑、快速充电问题,已成为未来补能技术演进新趋势。

高压快充行业包括了充电设备制造商、充电站运营商、充电服务提供商以及相关的技术研发和咨询公司等。这些企业致力于研发和推广高压快充技术,提供充电设备和服务,以满足电动汽车和移动设备用户对高速、便捷充电的需求。

在政策和市场的双重驱动下,2023 年中国新能源汽车产销分别完成 958.7、949.5万辆,同比分别增长 35.8%、37.9%,渗透率达到 31.4%。充电速度慢或是造成 EV 渗透率增长缓慢的核心原因之一。

根据华为发布的中国高压快充产业发展报告的数据,用户最大的顾虑是“充电不方便”, 当前电动汽车平均充电时长普遍在 1 小时及以上,且匹配快充需求的直流充电桩数量不足,无法满足用户快速补能需求。

目前国内多家厂商积极布局高压快充方案,高压快充可以大幅提升充电功率,缩短充电时间,给用户带来更好的使用体验。目前我国新能源车市场以 EV 为主,2023 年我国 EV 销量约占新能源车总销量的 70%。若高压快充渗透加速快速提高补能速度,或将驱动新能源车渗透率二次提高。

1、充电桩分布与效率皆待优化,大功率快充渗透率提高潜力充足

充电桩密度分配待优化:从量上看,近年来,公共与私人充电桩保有量虽逐年上升——根据中国充电联盟数据显示 2023 年全年桩车增量比为 1:2.8,但桩车比离《电动汽车充电基础设施发展指南(2015-2020 年)》中设定的 2020 年桩车比接近 1:1 的目标仍存在一定差距。

单次充电效率待提升:主要体现为充电时长亟待缩短。截至 2022 年底,已建设的充电桩以小功率慢充为主,满足大功率快充(250kw 以上)的充电基础设施数量严重不足。以新能源汽车保有量最大的上海市为例,截至到 2023 年 2 月底,上海市共有约 14.76 万台公共充电桩,充电枪 16.49 万个,120kW 以上的快充直流充电枪 10875 个,仅占 6.59%。

根据华为中国高压快充产业发展报告,如果按照现有车桩比测算,要满足 1300 多万台高压快充需求,2023-2026 年行业需要再增加 98 万台 1000V 高压直流桩。可以看出,大功率充电桩数量与新能源车数量比才是关键痛点。

2、高压快充方案相较于大电流方案优势显著高

压快充是提升充电效率的突破口。充电时长(h)=电池容量(kWh)/充电功率(kW),容量一定的情况下提升充电功率加快锂离子的迁移速度将有效缩短充电时长。根据公式 P=UI,提升功率的方式有两种,分别是提升电流或提升电压。相较于提升电流方案,高电压方案存在诸多优势:

(1) 高压快充功率更高,能够缓解充电时间焦虑。在 400V 电压平台下,当前 E/E电气架构较难突破 500A,即 200KW 以上的快充;而 800V 高压系统可以将极限突破到 350-400kW,这种情况下如果按照长续航车辆电池 100kWh 的容量从 20%充电至 80%,仅需 9 分钟。

2024 年 4 月,宁德时代发布全球首款兼顾 1000km续航和 4C 超充特性的磷酸铁锂电池新品——神行 PLUS,实现了充电 10 分钟即可补能 600km 续航。商用车端,2024 年 5 月亿纬锂能发布商用车超充电池——开源电池,实现 15 分钟即可从 20%快充至 80%SOC,相较于常规电池,充电时间缩短了 67%,极大提升了商用车的运营效率。

(2)高压快充方案减重优势明显。根据保时捷的研究,由于其旗舰车型 Taycan 的电池电压翻了一番,Taycan 已经减少了 30 公斤的电气线束。因为其在 150 KW系统中使用了高压平台而不是 400V 平台,电流从 375 A 降至 125 A,每米铜的重量可减少 63%。由于线束横截面减小了三倍以上,高压电缆通常显示出更大的布线灵活性,从而促进了封装和制造。

此外,根据 Future eDrive-Technologies 的测算,800V 平台下 100KWh 的电池有望减重达 25kg,减重的效果较为明显。而通过提升电流的方式来提升充电功率,需要加大线缆的截面积来增加通流能力,这会带来充电部件体积、重量的增加,影响用户操作的便利性。

(3)高压快充在充电、行驶时造成的能量和部件损耗更低。相比 400V 大电流系统,800V 高压系统充电电流、电池、电驱以及其他高压部件电流更小,电池损耗,线束损耗以及充电桩损耗都可以降低,实现充电节能,驾驶节能。此外,适用于高压平台的第三代半导体碳化硅技术的引入也将进一步促进各高压部件尤其是电驱部件的能耗降低。

3、各大厂商积极布局高压方案,800V 快充渗透加速

800V 高压平台车型是当前头部车企布局的主力。近年各大厂商积极布局高压方案,问界、理想、阿维塔、小鹏、极氪、合创、捷尼赛思、保时捷等众多车企发布800V 快充技术。此现象说明当前较多车企已经突破技术应用壁垒,预计下一阶段800V 高压快充将进入发展加速期。

从公布车型价格和数量情况上来看,800V 高压已由高端车型下渗,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,下一阶段 B/C 级车或将为主流,800V 及以上电气架构升级具备长期趋势。因此,在目前 EV 电压普遍在 400V 左右的情况下,我们预计 800V 高压平台架构将成为未来主流选择。

4、 政策与技术标准双重驱动充电桩普及

国家陆续出台了多项政策,鼓励充电桩行业发展与创新。此外,在技术标准方面,2023 年 9 月 13 日,国家工业和信息化部公告表示,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《电动汽车传导充电用连接装置第 1 部分:通用要求》和《电动汽车传导充电用连接装置第 3 部分:直流充电接口》两项推荐性国家标准正式发布。

根据电动汽车充电技术发展和快速补电需求,工业和信息化部组织全国汽车标准化技术委员会完成了两项推荐性国家标准修订工作,实现了对原有 2015 年版国标方案的全新升级,有利于进一步提升传导充电连接装置的环境适应性、安全性和可靠性,并同时满足直流大功率充电的实际需要。

第一章 新能源汽车快充概述

1.1、快充定义

1.2、快充路径

1.3、路径特征

1.3.1、大电流快充.

1.3.2、高电压快充

(1)纯800V电压

(2)800V+DC/DC转换器

(3)双400V电池组

1.4、快充意义

1.5、快充标准

1.6、快充产业链

1.6.1、桩端

1.6.2、车端

第二章 高压快充市场分析

2.1、市场应用状况

2.2、应用规模预测

2.3、单车带电量

2.4、快充电池需求

2.5、市场产业政策

2.6、快充方案趋势

2.7、快充产业协同

2.8、快充产业竞争

第三章 高压快充负面效应及车桩变革

3.1、负面效应

3.1.1、热效应

3.1.2、锂析出效应

3.1.3、机械效应

3.2、车桩变革

3.2.1、电池变革:2C及以上高倍率电池

3.2.2、模组层面:多模组串联实现800V充电电压

3.2.3、系统层面:成本提高,高压方案比大电流方案成本更优

3.2.4、充电桩变革:车企提前布局高功率桩

第四章 车企高压快充方案

4.1、保时捷:首款搭载800V 电压平台的纯电动量产车

4.2、华为:打造行业内首个全栈高压平台解决方案

4.2、小鹏汽车:车端、桩端同时布局.

4.3、广汽集团:车端、桩端同时布局

4.4、长城汽车:已布局快充电池

4.5、岚图汽车:全栈布局高压快充系统

4.6、比亚迪:基于e平台3.0 打造快充技术

4.7、吉利:正式发布极氪001,支持 360 kW 超级快充

4.8、现代:GMP平台搭载400V/800V超高压充电系统

第五章 高压快充细分材料分析

5.1、负极:快充性能的决定性环节

5.1.1、技术影响

4.1.2、需求规模

5.2、碳纳米管:加速锂离子转移,提升电导率

5.2.1、技术影响

5.2.2、需求预测

5.3、电解液:新型锂盐更适配快充体系

5.3.1、技术影响

5.3.2、需求预测

第六章 高压快充细分零部件分析

6.1、电机电控

6.1.1、技术影响

(1)、电机:扁线+油冷,以提高电机功率密度和效率

(2)、电控:SiC替代方案,展露性能优势

6.1.2、需求规模

6.1.3、格局预测

6.2、车载电源

6.3、继电器

6.3.1、技术影响

6.3.2、需求规模

6.3.3、格局预测

6.4、薄膜电容

6.4.1、技术影响

6.4.2、需求预测

6.4.3、格局预测

6.5、高压连接器、熔断器

6.5.1、技术影响

(1)、用量和性能提升

(2)、新型熔断器渗透率提升

6.5.2、需求预测

6.5.3、格局预测

第七章 高压快充产业主要公司

7.1、欣锐科技:客户结构由一而多,碳化硅方案提前卡位800V

7.2、中熔电气:自主电力熔断器领军者,受益于新能源趋势高速成长

7.3、中科电气:快充负极专家,边际弹性明显

7.4、璞泰来:人造负极龙头,打造平台型锂电公司

7.5、杉杉股份:硅碳负极产能规划领先,石墨化自供比例持续提升

7.6、天赐材料:一体化构筑成本壁垒,新型锂盐带来成长性

7.7、多氟多:进军新材料领域,客户行业分布丰富

7.8、英搏尔:“集成芯”技术领先,产品客户向上

7.9、宏发股份:全球继电器龙头,勇攀新高峰

7.10、精达股份:国内特种电磁线龙头,多条业务蓄势待发

7.11、金杯电工:深耕电磁线和电线电缆,扁线电机优势突出

7.12、长城科技:传统业务持续增长,积极开拓新能源领域

7.13、法拉电子:薄膜电容行业龙头,布局新能源促发展

第八章 新能源汽车高压快充投资机遇

8.1、材料升级机遇

8.2、零部件升级机遇

9、风险预警

第九章 2024-2029年高压快充行业发展趋势预测

1、行业发展驱动因素分析

2、行业发展趋势预测

3、行业产销及市场规模预测

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