2022年新能源车充电行业深度研究报告.pdf
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1、2022年 新 能 源 车 充 电 行 业 深 度 研 究 报 告正 文 目 录 一、新 能 源 车 快 充 介 绍.51.1、快 充 有 望 成 为 新 能 源 车 补 能 的 重 要 模 式.51.2、大 功 率 快 充 引 领 高 压 架 构 变 革.8二、快 充 桩 市 场 规 模 有 望 超 千 亿,高 电 压、大 功 率、液 冷 是 重 要 趋 势.102.1、快 充 需 求 量 快 速 增 长,2025年 快 充 桩 市 场 规 模 有 望 超 千 亿.102.2、充 电 模 块 价 值 量 占 比 大、壁 垒 高、市 场 规 模 增 长 迅 速.122.3、充 电 模 块 向
2、大 功 率 化、标 准 化 发 展.152.3.1、充 电 模 块 大 功 率 化 已 成 为 发 展 趋 势.152.3.2、标 准 化 模 块 设 计 已 成 为 行 业 共 识.172 4 液 冷 充 电 桩 优 势 明 显.19三、紧 跟 快 充 发 展 趋 势,厂 商 纷 纷 开 始 布 局.213.1、盛 弘 股 份:充 电 桩 产 品 覆 盖 广 泛.213.2、英 可 瑞:积 极 布 局 液 冷 领 域.243.3、麦 格 米 特:专 注 于 充 电 模 块.253.4、和 顺 电 气:国 内 最 早 进 入 充 电 站 建 设 的 设 备 供 应 商 之 一.25四、投 资
3、建 议.27风 险 提 示.27图 表 目 录 图 1:新 能 源 车 补 能 模 式.5图 2 蔚 来 换 电 站.5图 3 特 斯 拉 快 充 站.5图 4 中 国 ChaoJi快 充 标 准 发 展 历 程.7图 5 ChaoJi充 电 标 准 兼 容 性 强.7图 6 全 栈 高 压 架 构 示 意 图.8图 7 多 电 压 架 构.8图 8:全 栈 低 压 架 构(并 联 400V电 池).8图 9:全 栈 低 压 架 构(单 400V电 池).8图 1 0交 流 充 电 示 意 图.10图 1 1直 流 充 电 示 意 图.10图 1 2:直 流 快 充 场 景 多 元 化 发 展
4、 趋 势.11图 1 2中 国 新 能 源 汽 车 历 史 销 量 和 保 有 量.11图 1 3充 电 桩 保 有 量 及 车 桩 比.11图 1 5充 电 桩 基 本 结 构 示 意 图.12图 1 6充 电 桩 成 本 拆 分.13图 17单 充 电 模 块 内 部 主 拓 扑 结 构 设 计 图.13图 1 8直 流 充 电 桩 多 模 块 并 联 集 成 示 意 图.14图 1 9国 内 新 能 源 车 主 流 车 型 的 续 航 和 充 电 功 率 分 布 情 况.15图 2 0国 内 主 流 模 块 厂 商 的 模 块 功 率 密 度 情 况.16图 3 0不 同 功 率 充 电
5、 桩 对 应 适 合 的 充 电 模 块.16图 22 30kW到 40kW模 块 的 平 滑 升 级.18图 2 3充 电 模 块 内 部 积 灰.19图 2 4模 块 内 部 元 器 件 被 腐 蚀.19图 2 7英 飞 源 液 冷 方 案.21图 2 8动 力 源 30kW液 冷 模 块.21图 2 7:盛 弘 股 份 SEV750/80Y单 枪 直 流 充 电 一 体 机.22图 2 8:盛 弘 股 份 SEV750/360F 360kW柔 性 充 电 堆.22图 2 9:麦 格 米 特 MIPC750-60U高 防 护 等 级 模 块.25图 3 0:麦 格 米 特 MR950-10
6、0H充 电 模 块.25图 31 和 川 页 电 气 一 体 式 充 电 机.26图 3 2和 顺 电 气 直 流 充 电 桩.26图 33:电 力 设 备 及 新 能 源 行 业 历 史 PEBand.28图 34:电 力 设 备 及 新 能 源 行 业 历 史 PBBand.28表 1:采 用 大 电 流 快 充 方 案 的 部 分 车 型.6表 2:采 用 高 压 快 充 方 案 的 部 分 车 型.6表 3:ChaoJi快 充 标 准 下(500A),电 动 车 在 不 同 充 电 倍 率 所 需 电 压 平 台.7表 4:不 同 高 压 架 构 优 劣 势 对 比.9表 5:充 电
7、桩 分 类.10表 6:快 充 桩 市 场 规 模 测 算.12表 7:快 充 充 电 模 块 市 场 规 模 测 算.14表 8:我 国 市 场 充 电 模 块 发 展 情 况.15表 9:国 内 主 流 模 块 厂 商 功 率 和 功 率 密 度 情 况.17表 1 0:国 内 市 场 主 流 模 块 的 尺 寸 和 规 格 情 况.17表 1 1:液 冷 散 热 的 优 势.19表 1 2:风 冷 与 液 冷 散 热 性 能 比 较.20表 1 3:特 斯 拉 充 电 桩.20表 1 4:盛 弘 股 份 电 动 汽 车 充 换 电 服 务 业 务 部 分 产 品 情 况.21表 1 5:
8、公 司 充 电 桩 合 作 伙 伴 情 况.22表 1 6:盛 弘 股 份 充 电 模 块 主 要 产 品.23表 1 7:英 可 瑞 充 电 桩 业 务 部 分 产 品 情 况.24表 1 8:麦 格 米 特 充 电 模 块 产 品 情 况.25一、新 能 源 车 快 充 介 绍 1.1、快 充 有 望 成 为 新 能 源 车 补 能 的 重 要 模 式 新 能 源 车 的 补 能 模 式 主 要 包 括 换 电 和 充 电.换 电 模 式 是 在 换 电 站 将 新 能 源 车 电 池 进 行 更 换,目 前 典 型 代 表 车 企 是 蔚 来,对 于 车 型 类 型 较 少、电 池 系
9、统 规 格 较 为 单 一 的 主 机 厂,换 电 模 式 具 备 一 定 应 用 前 景;二 是 充 电 模 式,分 别 有 家 用 桩 常 见 的 交 流 慢 充 模 式 以 及 公 共 桩 的 直 流 快 充 模 式,而 快 充 模 式 又 分 两 条 路 线,一 个 是 以 特 斯 拉 为 代 表 的 大 电 流 快 充,另 一 个 是 以 比 亚 迪 等 为 代 表 的 高 压 快 充 路 线。快 充 模 式 正 处 在 快 速 升 级 和 演 进 过 程 中,充 电 倍 率 正 在 由 2 c 向 4 c提 升,充 电 时 长 正 在 从 3 0分 钟 缩 短 为 1 5分 钟,多
10、 数 主 机 厂 在 积 极 布 局 快 充 技 术,发 展 前 景 较 为 广 阔。图 1:新 能 源 车 补 能 模 式 资 料 来 源:太 平 洋 汽 车、招 商 证 券 图 2 蔚 来 换 电 站 图 3 特 斯 拉 快 充 站 资 料 来 源:太 平 洋 汽 车、招 商 证 券 资 料 来 源:电 车 之 家、招 商 证 券快 充 路 线 分 为 大 电 流 快 充 和 高 电 压 快 充。快 充 路 线 目 的 是 提 高 电 动 车 充 电 效 率,其 本 质 是 提 高 充 电 功 率,目 前 有 增 大 充 电 电 流 和 提 高 充 电 电 压 这 两 种 路 线,具 体
11、来 看:大 电 流 快 充 可 支 持 200kW级 快 充,充 电 10分 钟 可 续 航 200-300km。根 据 国 家 推 荐 标 准 电 动 汽 车 传 导 充 电 系 统,搭 载 400V电 压 平 台 时,100kW级 功 率 充 电 10min大 约 补 充 16.7kWh的 电 量,对 应 续 航 约 100km(假 设 百 公 里 耗 电 量 13kWh)。当 充 电 电 流 提 升 至 500A以 上 时,充 电 功 率 可 以 达 到 200kW级,充 电 10min补 充 电 量 约 3 3 k W h,对 应 续 航 约 200-300km(假 设 百 公 里 耗
12、 电 量 1 3 k W h),有 效 提 高 充 电 效 率,缓 解 充 电 焦 虑。高 电 压 快 充 可 实 现 400kW级 超 充,充 电 5 分 钟 可 续 航 200-300km,同 时 高 压 架 构 有 利 于 降 低 热 损 耗 和 减 轻 整 车 重 量。实 现 400kW级 充 电 则 须 将 电 动 车 从 400V升 级 至 800V级 高 电 压 平 台,当 电 流 为 500A时 即 能 够 将 充 电 功 率 提 升 至 4 0 0 k W,实 现 充 电 5 m in,续 航 200-300km。采 用 8 0 0 V高 压 架 构 除 了 能 够 提 高
13、充 电 功 率,在 整 车 电 机 输 出 功 率 不 变 的 情 况 下,能 够 显 著 减 小 电 流,从 而 有 效 降 低 热 损 耗;大 幅 降 低 的 电 流 带 来 车 内 线 束 线 径 的 减 小,有 利 于 车 内 空 间 布 局 的 优 化,同 时 减 轻 整 车 重 量、提 升 续 航 里 程。表 1:采 用 大 电 流 快 充 方 案 的 部 分 车 型 峰 值 电 压(Vdc)最 大 电 流(A)峰 值 功 率(kW)充 电 效 率 特 斯 拉 Model 3 400+600A+250kW 15min/279km广 汽 AION V Plus 460V+520A+2
14、40kW 5min/112km+极 氟 001 400V+550A+约 220kW 5min/120km资 料 来 源:各 企 业 官 网 及 公 众 号、搜 狐 汽 车、招 商 证 券 表 2:采 用 高 压 快 充 方 案 的 部 分 车 型 车 型 量 产 时 间 额 定 电 压(Vdc)最 大 电 流(A)峰 值 功 率(kW)充 电 效 率 保 时 捷 Taycan 2021 723 370+270 4min/100km现 代 Ioniq5 2021 653 340+224 5min/100km极 狐 aS H l版 2022 750 260+200 10min/195km广 汽 A
15、ION V 2022 770 500+480 5min/207km小 鹏 车 型 2022 700+670+480 5min/200km比 亚 迪-800-5min/150km理 想 车 型 2023 800 500 400 10min/300-500km岚 图 车 型-800 500 360 10min/400km奥 迪 A6 etron-800 330+270 10min/300km通 用 车 型-800-10min/160km奔 驰 新 一 代-800-15min/250km资 料 来 源:各 企 业 官 网 及 公 众 号、搜 狐 汽 车、招 商 证 券 ChaoJi快 充 标 准 加
16、 速 落 地,推 动 快 充 发 展。国 家 电 网 创 立 并 统 一 国 内 充 电 设 施 和 充 电 接 口 的 ChaoJi充 电 标 准,并 在 2021年 9 月 宣 布 加 速 落 地。立 项 标 准 预 计 2021年 底 完 成,并 开 启 试 点 示 范,预 计 2025年 普 遍 安 装。在 2 0 1 5年 时 充 电 桩 标 准 支 持 的 最 高 充 电 电 压 为 950V,充 电 电 流 为 2 5 0 A;而 Chaoji快 充 标 准 可 支 持 350kW-900KW大 功 率 充 电,充 电 电 压 1000-15 0 0 V,充 电 电 流 500-
17、600A,1 0分 钟 增 加 续 航 300公 里 以 上。C haoJi快 充 标 准 兼 容 性 强,有 望 成 为 重 要 的 电 动 汽 车 接 口 和 系 统 标 准.C haoJi充 电 能够 向 前 兼 容 中 国、日 本、美 国、欧 洲 的 GB/T.CHAdeMO.CCS1、C C S 2老 标 准,向 后 兼 容 具 有 可 扩 展 性,也 可 以 支 持 慢 充,目 前 已 被 日 本 和 IEC采 纳 了 ChaoJi方 案,如 果 能 得 到 欧 洲 认 可 就 会 成 为 重 要 的 电 动 汽 车 接 口 和 系 统 标 准 之 一。图 4 中 国 ChaoJi
18、快 充 标 准 发 展 历 程 2016 而 乐 友 而 石 苍 属 至 弄:了 开 长 大 功 率 充 电 技 术:及 标 准 合 作 协 以 使 方:深 入 参 与 了 我 国 大 功 聿:充 电 技 术 研 发、新 接 口,设 计 方 案 和 示 范 项 目 建:设 工 作。2017 20182019年 先 后 在 北 京、上 海、南 京、济 南、许 吕、深 圳 和 常 州 等 地 建 成 投 运 大 功 率 充 电 示 范 工 程,并 开 展 了 实 率 测 试。2019年 7月,在 日 本 举 办 的 第 一 届 新 型 充 电 接 口 项 目 国 际 会 议”上,正 式 将 我 国
19、 提 出 的 新 一 代 充 电 技 术 命 名 为 屐 巡。2019:9月,在 2021年 世 界 新 能 源 汽:率 大 会 上,国 家 电 网 发 布 了 也:动 汽 车 超 低 传 导 充 电 技 术 白 皮:书,联 合 推 出 侬 统 新 一 代 大:功 率 充 电 技 术 C202013月,召 开 了 第 一 次 大 功 率 完 也 技 术 研 讨 会,开 启 了 我 国 大 功 率 充 电 技 术 的 预 研 工 作,针 对 传 导 式 大 功 率 充 电 技 术 合 作 开 展 了 一 系 列 研 究 工 作 C2018年 新 一 代 充 也 接 口 在 大 功 率 充 电 技
20、 术 研 究、样 机 研 制 方 面 取 得 突 破。2018年 8月,中 国 电 力 企 业 联 合 会 与 日 本 CHAdeMO协 包 电 动 汽 率 快 速 充 电 器 协 会)签 署 了 技 术 和 标 准 合 作 协 议,共 同 推 动 大 功 率 充 电 技 术 研 究 与 国 除 标 准 制 定。6 月,国 家 电 网 发 布 也 动 汽 率 小 疝 传 导 充 电 技 术 白 皮 书 资 料 来 源:国 家 电 网、招 商 证 券 图 5 C haoJi充 电 标 准 兼 容 性 强 ChaoJi StandardCompatible1 1 1 1 1ChaoJiCHAdeM
21、O GB/TUS-COMBOCCS1EUR-COMBOCCS?Tesla 丫 Connector吟.Inlet一 出 一 n1 1 EI/FuturesIE E E SA?a?,/y G E yProtocol CAN PLC CAN CANMaa Fewer4 0 0*W 1000*400 185kW 75o m 200kW 3 9 0 350KW too4oo?900kW ISOCMOOMartet PowerISOkW 125lcW 150kW 350tcW l20kW Ccrwwcton.27.S00 300,000 3,000 1L000 20,000S u n.2009 2013
22、2014 2013 2012 2 0 2 0 2*资 料 来 源:汽 车 测 试 网、招 商 证 卷 表 3:ChaoJi快 充 标 准 下 500A左 电 动 车 在 不 同 充 电 倍 率 所 需 电 压 平 台 带 电 量 1C 2C 3C 4C 5C 6C25 kWh50V 100 V 150 V 200 V 250 V 300 V50 kWh100 V 200 V 300 V 400 V 500 V 600 V75 kWh150 V 300 V 450 V 600 V 750 V 900 V100 kWh200 V 400 V 600 V 800 V 1000 V 1200 V资 料
23、 来 源:国 家 电 网.招 商 证 券1.2、大 功 率 快 充 引 领 高 压 架 构 变 革 全 栈 高 压 架 构 由 于 其 能 量 转 换 效 率 高 的 优 势 有 望 成 为 主 流。大 电 流 快 充 技 术 会 导 致 电 气 系 统 发 热 加 剧,对 散 热 的 要 求 很 高,使 得 当 前 高 压 快 充 成 为 行 业 的 多 数 选 择。目 前 预 计 能 实 现 大 功 率 快 充 的 高 压 系 统 架 构 共 有 全 栈 高 压 架 构、多 电 压 架 构、全 栈 低 压 架 构 三 类。全 栈 高 压 架 构:电 池 包、电 机 以 及 充 电 接 口
24、均 达 到 8 0 0 V,车 中 只 有 8 0 0 V和 12V两 种 电 压 级 别 的 器 件,OBC、空 调 压 缩 机、D C/D C以 及 P T C均 重 新 适 配 以 满 足 800V高 电 压 平 台。多 电 压 架 构:整 车 搭 载 一 个 8 0 0 V电 池 组,通 过 在 电 池 组 和 其 他 高 压 部 件 之 间 增 加 DCDC转 换 器 将 800V电 压 降 至 4 0 0 V,车 上 其 他 高 压 部 件 均 采 用 400V电 压 平 台。全 栈 低 压 架 构:1)采 用 两 个 4 0 0 V的 电 池 组,通 过 高 压 配 电 盒 的
25、设 计 进 行 组 合 使 用.大 功 率 快 充 时,两 个 电 池 组 可 串 联 成 8 0 0 V平 台;在 汽 车 运 行 时,两 个 电 池 组 并 联 成 400V平 台。2)采 用 单 个 4 0 0 V的 电 池,充 电 接 口 与 电 池 之 间 通 过 DC/DC降 压。图 6 全 栈 高 压 架 构 示 意 图 图 7 多 电 压 架 构 资 料 来 源:(Enabling Fast Charging:A Technology GapAssessment),招 商 证 券 资 料 来 源:Enabling Fast Charging:A Technology GapAs
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