2023年新能源汽车产业链深度报告.docx

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1、充电更快、用电更省新能源汽车产业链深度报告800V高压平台是电动车电气架构的重要发展方向4高电压平台可提高快充能力与车辆续航4800V高压平台的各类升级方案5车桩高压电气系统架构详解8车端高压电气系统8桩端高压电气系统10800V平台带动车桩两端关键组件升级11电源模块：OBC,DC/DC,电机控制器，充电桩整流模块升级的核心11驱动电机：配套高压需解决局部放电和轴承腐蚀问题14充电桩：带动功率模块和冷却系统升级15高压熔断器：带动激励型熔断器需求提升17其他零部件升级：高压继电器、高压连接器、薄膜电容18投资建议19风险提示20图表目录图1:方案一所有模块均采用400V架构，通过800V-4

2、00VDC/DC将800V直流电源转化为400V直流电5图2:方案二电动汽车充电系统升级800V,动力电池和其他高压模块采用400V架构5图3:方案三动力电池和电动汽车充电系统升级800V,其他高压模块采用400V架构6图4:方案四动力电池、电动汽车充电系统、电驱动系统升级80OV,其他高压模块如空调等采用400V架构6图5:方案五所有模块均采用800V架构6图6:电动汽车高压电气系统8图7:威迈斯三合一充配电系统产品9图8:直流充电桩结构示意图10图9:华为30kW充电模块10图10:800V电压平台带动车桩关键组件升级11图11:电动汽车车用零件层级示意图12图12:SiC器件的高频性能更

3、优13图13:SiC器件的耐压性能更优13图14:轴电压和轴电流产Th原理14图15:充电模块发展趋势15图16:道通智慧充电系统产品宣传图15图17:英维克全链条液冷解决方案示意图16图18:熔断器结构17图19:电动汽车高压连接器应用场景18表1:各级车型带电量及快充所需充电功率4表2:400V及800V平台下快充车型及充电指标4表3:方案三、四、五优劣势对比7表4:不同车型升级方案与架构7表5:电动汽车高压电控系统组成8表6:电动汽车动力系统组成.9表1:电源转换器件在电动汽车中应用12表8:轴承防腐蚀解决方案14表9:激励熔断器与电力熔断器对比17表10:Si1GBT和SiCMOSFE

4、T产Th浪涌电流能力对比18表11:80OV电压平台相关投资标的19在如何跨越电动车渗透率鸿沟的系列报告中，第一、二篇我们提到新能源车市场当前正处在跨越鸿沟的关键节点，解决快充短板是赢得主流消费者支持的重要条件。快充的实现需要动力电池和充电设施的共同发力,在实现高倍率电芯技术的同时,还需要升级车桩两端的电压平台以满足快充过程的高功率需求。本文重点分析超高压快充平台下，车载电气架构会如何变化，以及这些变化对消费者带来什么直观的提升，对行业参与者有什么影响。800V高压平台是电动车电气架构的重要发展方向高电压平台可提高快充能力与车辆续航高电压平台可以突破充电的大电流的限制,充电功率更高,补能速度更

5、快。在解决消费者核心需求，寻找动力电池发展的主旋律中我们提到，满足当前消费者的快速补能需求往往需要3C甚至4C的充电倍率。当前，A级及以上车型的带电量水平普遍已达到60kWh以上，并仍在持续提升，满足这些车型的超快充需求所需的充电功率往往已经超过250kWo表1:各级车型带电区及快充所需充电功率车型级别AOOAOAB带电量最大值kWh416196144120带电量平均值kWh2540607886最大带电车型3C倍率下所需充电功率kW123183288432360最大带电车型4C倍率下所需充电功率kW164244384576480数据来源：慢车帝，东方证券研究所400V平台下充电功率进一步提升有

6、瓶颈。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。高电压平台为充电功率的进一步提升打开了向上空间。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。例如广汽AIONV、小鹏G9等车型采用800V平台，并搭配600A以上的大电流，可以实现最高400kW以上的充电功率，远超400V车型。表2:400V及800V平台下快充车型及充电指标电压平台车型最大充电功率/kW最

7、大充电电流/A400V平台车型特斯拉Mode13250631奔驰EQS200-奥迪e-Tron146-极氮001140382比亚迪汉EV123-飞凡R7105300蔚来ES8/680-800V平台车型长城机甲龙480600广汽AIONV480600保时捷Taycan270500比亚迪C)Cean-X228-现代IONIQ220-极狐阿尔法S187-数据来源：佐思汽研.易车,小鹏汽车发布会，新出行.东方证券研究所提高电压平台可以提高电动车系统运行的效率。提高电压平台，在相同的运行功率下，可以减小车内高压线束、电动机等高压用电设备中通过的电流，进而降低铜损提高运行效率。体现在消费者用车层面，带来的

8、直观变化是能耗降低，续航延长，进一步提升消费者对电动车续航的信心。800V高压平台的各类升级方案电动汽车升级800V架构包括整车升级800V电压平台和部分升级800V电压平台的技术过渡方案根据电动汽车各模块中升级至800V比例,通常可以将升级方案分为以下5种方案：方案一：动力电池、电动汽车充电系统和其他高压模块均采用400V架构，通过800V-400VDC/DC将800V直流电转化为400V直流电，为动力电池充电。方案二：电动汽车充电系统800V,动力电池和其他高压模块采用400V架构。方案三：动力电池和电动汽车充电系统800V,其他高压模块采用400V架构。充电插座的800V直流电经800V

9、充电系统直接为80C)V动力电池充电，动力电池输出的800V直流电通过800V-400VDC/DC转化为400V直流电，为其他高压模块供电。方案四：动力电池、电动汽车充电系统、电驱动系统800V,其他高压模块如空调等采用400V架构。充电插座的800V直流电经800V充电系统直接为80OV动力电池充电,动力电池输出的8(X)V直流电直接为800V驱动系统供电，或通过800V-400VDC/DC转化为400V直流电，为空调等其他高压模块供电。方案五：动力电池、电动汽车充电系统和其他高压模块均采用800V架构图1:方案一所有模块均采用400V架构，通过800V-400VDC/DC将800V直流电源

10、转化为400V直流电MVOcDCIVXtttry、O口:一fI-U1CharginginMOnboerdcMrperHVteCUry”,HMOA.n“a二一图2:方案二电动汽车充电系统升级800V,动力电池和其他高压模块采用400V架构z2TZ.R1CharinginM/Onbordcf9rHVtettryHotef市j二EiBM0KHOCKe.二数据来源：数据来源：东方证券研究所东方证券研究所从目标上看，800V平台主要为了解决超快充过程中电流过大的问题，方案一与方案二仍保留了400V的电池系统，与800V平台的设计目标并不兼容，无法充分发挥800V架构的优势。方案三方案四方案五保证了充电端

11、由充电桩到动力电池的各环节在800V电压平台上，能够充分发挥高压平台的快充优势，区别在于用电端对800V平台的兼容程度,这主要影响了额外的系统成本和用能效率，方案三与方案四基本沿用了现有400V平台的用电端架构，保留了较多的400V组件，降低了车端的改造费用和改造难度，但需要增加多处DC/DC进行降压，能量损失较大，也带来了额外的组件成本，更多可以作为短期的过渡方案，但随着800V用电平台技术逐渐成熟，成本逐渐下降之后将难以维持相对优势。方案五实现全系统800V的架构减少了中间的能量转换环节，避免了能量的转换损失。同时，电机、电驱动等系统升级到800V也能够实现更高的系统效率。缺点在于全系统升

12、级所带来的车端成本提升较多，但随着产业规模提升，成本也会随之下降，有望成为800V架构的最终解决方案O表3:方案三、四、五优劣势对比优势劣势方案三降低了车端的改造费用和改造难度增加多处DC/DC进行降压，能量损失较大，也带来了额外的组件成本方案四节省了空调等其他高压模块的升级成本避免了电驱动系统的能量损失，提升电机、电驱动等系统的效率仍存在较多的高压DC/DC能量转换效率损失方案五最大程度减少了中间的能量转换环节，避免了能量的转换损失；提升电机、电驱动等系统的运行效率短期成本较高数据来源:E1ectricCarsInfo,东方证券研究所此外，除方案一外的其他方案都需要设计额外的兼容方案以兼容4

13、00V充电桩，兼容方案主要分为3类：通过电机驱动进行升压更改电池串并联连接方式进行升压或增加400V800VDC/DC变换器进行升压。利用电驱作为升压模块将升压功能集成在电驱系统上，利用电机绕组做电感，电机控制器晶体管做斩波电容，实现400V升压功能。更改电池串并联连接的升压方式，是通过切换两个400v电压平台的电池模组的串并联关系实现的，两个电池模组并联时输出400V电压平台电压，串联连接输出800v电压平台电压，通过三个继电器作为串并联切换开关来实现切换电路。增加400V-800VDC/DC变换器进行升压技术相对成熟，但是需要在整车上增加空间来安装升压DC/DC。表4:不同车型升级方案与架

14、构公司车型升级架构兼容400V充电方案保时捷Taycan方案三：动力电池和电动汽车充电系统800V,其他高压模块采用400V架构。增加400V-800VDC/DC变换器小鹏G9方案五：全车800V增加400V-800VDC/DC变换器现代IONIQ方案五：全车800V电驱升压;增力口400V-800VDC/DC变换器比亚迪Ocean-X-电驱升压数据来源：保时捷官网,比亚迪发布会，里昂的车，东方证券研究所车桩高压电气系统架构详解车端高压电气系统电动汽车高压电气系统包括高压电控系统动力系统电池系统高压设备高压线束系统。电池系统储存并为车辆提供能量，高压电控系统控制车辆的充电和配电，高压线束系统传输电能，动力系统将电能转化为机械能，实现车辆的驱动，高压设备可以提供电路保护和其他相应功能。图6:电动汽车高压电气系统高压电控系统电池系统gm电机控制器MCU减速器化段充电机数奥来源：汽车百科,东方证券研究所高压电控系统为整车充配电提供解决方案主要包括高压配电盒（PDU）车载充电机（OBC）、DC/DC电压转换器，受整车布置影响，越来越多车型趋向于将PDU.OBC,DC/DC整合为三合一控制器。其中高压配电盒是新能源汽车中的高压电源分配单元，是动力电池与用电设备的电源和信号传递的接口。通过母排及线束将电源连接到高压负载上，提