充电桩行业研究：高速增长上游元器件需求弹性提升.docx

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1、1 .充电桩：新能源车必需配套产品，直流快充是未来趋势1.1. 充电桩技术趋于成熟，目前有交流、直流两类路线 新能源汽车销量迅速增长，拉动配套设施充电桩需求。今年的政府工作报告提 出，继续支持 新能源汽车消费、加快形成绿色低碳生产生活方式”。如今，我国新能 源汽车产业进入规模化、 高质量的快速发展新阶段，逐渐从依靠政策驱动转变为市场自由发展。新能源汽车及充电桩技术 日渐成熟，纯电汽车保有量持续增加。根据中国汽车工业协会数据，2022年全国新能源汽车销 售量达到687万辆，同比增长96% ,维持了 2021年的高增速。并且叠加国家政策导向支持、 市场接受度上升、民众环保意识增强等因素，2023年

2、有望保持销量高增速。与此同时，全国各地 也在发力推动目的地充电的配 套设施。随着车桩比呈现下降态势，配套充电桩增速或将超越新能 源汽车本身的增长。新能源汽车的补能方式主要包括充电和换电。充电模式主要通过充电桩对新能源汽车动力电池进 行充电，其中，充电桩又分为交流充电桩和直流充电桩。交流充电桩只提供电力输出，需连接车 载充电机（OBC）方可实现充电，无法直接为动力电池充电。直 流充电桩采用三相四线制供电， 可提供足够功率，输出高电压及大电流，满足快充需求。换电模式则是通过换电站将新能源汽车 处于亏电状态的动力电池快速更换为电量饱和的电池，并将亏电电池通过充电柜、充电架、充电 箱等直流充电设备进行

3、集中充电，以备循环使用。图2:新能源车补能方式换电模式数据来源：优优绿能招股书，东吴证券研究所上,行坐麟雅瞬.交流充电桩：采用小电流(低于IoA )在交流220V电压下进行充电，由车载 充电机OBC将 电网交流电进行变压整流，转换为直流电后对车电池充电，一般无需对电网进行特殊改造，主要 面向个人、家庭用电动汽车，充满电需要68小时。直流充电桩：直流桩自带AC/DC充电模块变压整流，可直接转换为直流为车 充电，具备高电压、 大功率(IOO-300KW )、充电快的特点，能够实现IO-15min百公里充电速度。直流桩对电网 要求较高，需建设专用网络，因此多配备于集 中式公共充电站内。自2019年部

4、分车企开始推 出800V平台电动车技术后，配套充电端的直流超充技术也被推出。2021年底开始，多家主机 厂发布超充充电桩技术或建设计划，充电电压达800-1OOOV ,电流达600A ,充电速度进一步缩 短至2-4min百公里。1.2. 大功率快充是未来重要发展方向1.2.1. 车端、桩端、标准共同推进大功率快充发展在新能源汽车实现了高续航里程之后，补能效率的提升将成为新能源汽车行业后续需要重点解决 的问题。目前，行业内主要有三大类解决方案，第一类是以蔚来为代表的换电方案，第二类是以 特斯拉为代表的大电流快充方案，第三类是以保时捷等为代表的高压快充方案。功率为电流和电 压的乘积，因此提高充电功

5、率可以通过提高充电电流和提升充电电压予以实现。未来，充电设备 散热技术的发展以及新能源汽车电压平台的提高，将会带动大电流、高电压的大功率快充需求， 从而推动高压大功率充电设备需求的增加。在电压一定的情况下，提升充电电流能够提高充电功率，但根据焦耳定律，充电电 流的提升将大 幅增加充电过程中的热量释放，进而对充电设备的散热性能提出较高要求。以特斯拉大电流快充 方案为例，其V3超充桩峰值工作电流超过600A ,需要使用直径 更大的线缆及液冷充电枪，对 散热技术要求更高。在电流一定的情况下，提升充电电压能够提高充电功率，且不会显著增加充 电过程 中的热量释放。在充电功率一定的情况下，提升充电电压可以

6、大幅减小充电电流，降低 充 电过程中的热量释放，因此，提升充电电压成为了许多新能源汽车厂商的选择。相较于交流慢充和普通直流快充，大功率直流超充的补能效率更高，2-4min百公里 的充电速度 能快速满足消费者的日常需求，是未来重要发展方向。超充应用的推广需车、桩、电力配套设施 共同升级。由于超充峰值电压高达800V以上,电流达600A ,因此只有受电方汽车电池充电功 率达到480KW左右，才能够实现超充体验。桩端同样需要单枪充电桩功率达到480KW才能 完成超充，这意味着配电要求的提升。此外，若超充 充电高峰恰与用电高峰重合，超充桩带来的 瞬时功率提升也会对饱满运转的配电网造成额外压力。因此超充

7、应用的推广对车企、桩企和电网 端都提出了更多要求。图4：新能源充电技术发展历程及展望V)9 (kW)祁(V)0: IS加杷里100120c4ov20220 3O5AH 公. 150400V20182019车端：主机厂已在动作,800V高压平台车型密集发布。2019年保时捷Taycan首次推出800V 高电压电气架构，充电功率最高可达350KW ,将充电时间缩短至50分钟以 内。由于目前广泛 使用的硅基功率半导体的耐压能力限制，新能源汽车厂商普遍采用400V电压平台架构。相较于 400V电压平台，800V电压平台工作电流更小，可以节省 线束体积、降低线路内阻损耗，提升 功率密度和能量使用效率。2

8、020年吉利首次发布支持800V的SEA浩瀚架构，此后国内车企 加快800V高压平台布局。极狐阿尔法S、阿维塔11、小鹏G9、长城机甲龙、埃安VPIus车 型于2022年内陆续上市，高压快充方案 受到越来越多厂商的青睐，成为车企增加产品亮点的重 要举措。桩端：车企和运营商积极入局，桩企大功率充电桩占比提升。部分车企加速布局自 建充电网络， 以提高充电效率和巩固自家品牌汽车销量。截至2022年，共有特斯拉、蔚来、小鹏、广汽埃安、 大众、保时捷、长安阿维塔7家车企发布了自建或与桩企合作共建大功率超/快充规划。国家电 网作为国内第三大充电运营商，是国内最大的充电桩公开招标企业，其招标需求具有风向标意

9、义。2020-2021年，国网160KW、240KW大功率充桩招标数量占比分别由34%、1 %提升至57%、 4% ,桩企纷纷加速大功率桩布局。标准端：新充电标准的制定是推动行业发展的重要影响因素。现行充电国标GB/T 18487.1-2015 中电压最高950V ,电流最高250A ,对应最高充电功率约250KW ,对超充 未有明确要求。因 此当前各家超充桩仍不统一，车企、桩企对超充国标的需求呼之欲出。2022年4月工信部装备 一司组织全国汽标委开展GB/T 20234.3电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接 口推荐性国家标准的修订，并且已形成征求意见稿，征求意见稿将充电额定电压提

10、升至1500V, 电流在主动冷却下最高提升至800A,将超充纳入标准范围内。但由于完整标准包括充电系统控 制导引、充电接口和通信协议三部分，除充电接口外的其他两部分新标准制定进度相对落后。根 据我们的调研，预计2023-2024年完整标准有望落地推行，届时将进一步推进大功率超充行业 的发展。1.2.2. 液冷超充预计成为行业发展趋势400KW及以上大功率充电时，峰值电流能够达到600A ,高电流充电过程将会产生 大量热量， 因此对充电桩热管理要求更高。2022年4月28日，工信部公开征求对推荐性国家标准电动 汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口的意见中指出：对于额定电压为 750/10

11、00/1 500V的直流充电接口，额定电流（持续最大工作电流）值为200、250、300、400、 500、600、800A ,充电桩必须具备主动冷却装置。散热问题是充电桩在迈向高功率充电方向必 须解决的问题。目前充电桩散热方式主要分为风冷和液冷，由于具备成本较低和供应链成熟的优 势，风冷散热占据主流。目前行业内的主流散热模式为直通风的风冷模式，但由于充电桩长 期暴 露于室外空间，室外较为恶劣的环境容易导致充电模块发生故障。为解决该问题，行业内主流生 产商不断改进散热模式，提高充电模块的防护性，发展出独立风道散热方式。通过优化风道设计， 将电子元器件设计在模块上方密闭箱体中，散热器放置在密闭箱

12、体下侧，散热器与密闭箱体四周 进行防水防尘设计，发热电子元器件集中贴在散热器 内侧，风扇仅对散热器外侧吹风进行散热， 使电子元器件免于粉尘污染和腐蚀，大大减少了产品故障率，提高了充电模块的可靠性和使用寿 命。图5:充电模块风冷散热血通风散得*理独立风道微然原理风冷散热模式采用高转速风扇强力排风，再加上充电桩的散热风扇，会产生较大噪 音。为降低噪 音，提高产品防护性，行业内发展出液冷散热模式。液冷散热模式相比风 冷散热模式具有低噪音、 高防护性的优点，但目前成本较高，适用于对噪音和防护性要 求较高的场景。充电功率不断提升 的进程中，液冷散热的优势将日趋凸显，随着技术进一步发展，液冷散热模式有望成

13、为风冷散热 模式的重要补充。一方面，与风冷充电模块相比，液冷充电模块系统内部的发热器件通过冷却液与散 热器进行热交 换，噪音更低。同时，液冷充电模块采用全封闭设计，与灰尘、易燃易爆 气体等杂质杂物无接触， 具有更高防护性，进而提升使用效率和使用寿命。另一方面，和传统直流充电枪和电缆相比，带 液冷的充电枪和充电电缆，通 过在充电枪、电缆、充电桩回路上增加了冷却管道，电缆内部增加 了冷却液的管 道，通过动力泵来驱动冷却液流动，冷却液在经过发热的液冷线缆时，带走线缆及 充电 连接器的热量，回到油箱（储存冷却液），然后通过电子泵驱动经过散热器散发热量，如 此 循环工作，可以达到小截面积线缆通载大电流、

14、低温升的要求。2 .充电桩：中国大陆持续渗透，欧美市场空间广阔2.1. 中国市场：充电桩配套领先，直流充电桩将持续渗透2.1.1. 充电桩快速增长，车桩比逐步下降根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计，截止2021年底中国公共充电桩共有114.7万 个，同比增长42.1%,相较于2016年底增长了约6.7倍。过去五年期间中国公共充电桩实现 了 50.4%的CAGR0截止2022年12月，我国充电桩保有量521万个，同比增长92.5% , 桩车比（充电桩保有量/新能源车保有量）由2017年的3.24下降至2022年的2.50 ,领先全 球，但距离理想的1：1仍有提升空间。图11：中国新能源车与

15、充电桩比例数据来源：中国充电联盟，东吴证券研究所：行业蜉谶1国内新能源汽车销售高增长，私人充电桩保持高增速。根据乘联会数据，2022年I-IO月新能 源乘用车国内零售443.2万辆，同比增长107.5%,保持着超预期高增速。随车配套的私人交流 桩同样高速增长。根据中国充电联盟数据，2022年1-6月，私人交流充电桩新增量同比增速保 持在150%以上。直流桩主要用于公共快充桩，未来有望进一步渗透。截至2022年12月，国内公共桩总数达 179.7万台，其中直流快充占比42.4%,相比2022年1月增加2pct0对终端用户来说，交流 充电桩虽然可以实现便利和低成本充电，但存在充电速度慢、需要固定车

16、 位等问题，同时终端用 户对高速公路和商圈等应用场景有较大的快充需求，预计未来公共桩中直流桩占比有望扩大，公 共快充直流桩数量有望进一步增长。政策密集发布，公共充电桩建设得到有效支持。2022年1月10日，国家发展改革委、国家能 源局等多部门联合印发了国家发展改革委等部门关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保 障能力的实施意见，对于指导十四五”时期充电基础设施发展具有重要意义，十四五”开局以来， 全国多地陆续出台公共充电设施建设相关政策，将有效推动公共充电桩建设。2.1.2. 2025年中国大陆充电桩市场空间超600亿元基于以下数据及假设，我们对中国充电桩市场空间进行测算：2022-2025年新能源车销售量分别 为689/840/1008/1210万辆,每年预期车辆汰换率为2%, 2021年底保有量784万 辆。2022