鑽石舞台

800V高壓平台加速落地，解決方案從部分高壓向全系高壓方向迭代。得益於高壓快充技術在充電補能效率、驅動性能等方面的優勢，繼2020年吉利首次發布支持800V的SEA浩瀚架構以來，國內車企加快800V高壓平台布局。隨着800V車型如極狐阿爾法S、阿維塔11、小鵬G9、長城機甲龍於年內陸續上市，2022年成為800V車型量產元年。800V高壓系統平台兼容性高，往前看，我們預計全系800V架構將憑藉其低損耗特性或將成為主流；而當前，不同車載零部件的高壓成熟度不一致，車企或採用400V+800V混合方案，並向全系800V逐步迭代。

電壓平台升級帶動車載零部件升級趨勢明顯，新增單車價值量可期。800V高壓平台對功率器件、連接器、薄膜電容、高壓直流繼電器的耐壓要求大幅提升，同時由於高壓快充帶來更高的散熱需求，諸多車載零部件逐步升級。根據我們測算，800V高壓產業鏈涉及元器件、大小三電、電池熱管理等9大技術/零部件升級，電驅動集成化、熱管理換熱方式升級等或加速推進，相關細分產業鏈短期或伴隨小鵬G9發布迎來較強催化劑，各車企800V高壓平台車型陸續發布及上量或帶來中長期盈利彈性釋放。

800V高壓平台帶來高壓充電樁建設需求，功率池+儲能站或成為快充網絡的配套基礎設施。樁端大功率充電帶動充電模塊升級，同時考慮到快充對設備管理要求提升，主機+機槍向液冷方向升級。另外，考慮到高壓大功率充電樁普及加劇電網負荷、加大電網改造負擔，國內廣汽埃安、北汽極狐等車企逐步嘗試建設充換電+光儲充一體化能源網絡，通過功率池技術動態調度不同充電樁車輛的充電功率，減輕電網負荷，提升用戶充電體驗。

800V量產節奏不及預期，高倍率快充安全風險，行業競爭加劇。

傳統燃油車電壓較低，為滿足車載電器功率需求和排放法規而進行6V-12V-48V升級。燃油車動力源來自內燃機，車載電器對輸出功率要求不高，低電壓平台即可滿足。1918 年，燃油車首次引入蓄電池，電壓為6V，到1920年逐漸普及。隨着車載電器增多，6V系統無法滿足電器功率需求，1950年起，車企相繼推出12V系統。1988年，SAE提出42V電壓系統，但未能落地。2011年，為滿足2020年各國出台的嚴格排放法規，兼顧日益增長的電器功率需求，BBA、大眾等德系車企聯合推出48V輕混系統，與12V系統並存，48V系統充電電壓最高可達到56V，實現了60V安全電壓閾值內最大程度升級。48V系統能優化發動機啟停、加速輔助等功能，提升了燃油經濟性。

新能源車以三電系統替代燃油動力系統，車內電壓大幅升級至百伏以上。新能源車以電池為動力源，需要較大電池容量與輸入/輸出功率，但車用電器仍可在低壓下運行，因此同時存在百伏以上高壓系統與48V/12V低壓系統。純電乘用車電壓通常在 250-450V 之間，且系統電壓不斷升級。2019年，保時捷Taycan上市，成為全球首款搭載800V超高壓系統的車型，隨後全球各車企相繼發布800V及以上超高壓平台與車型，新能源車電壓升級趨勢明顯。

圖表：汽車電壓平台變化趨勢

資料來源：齒輪傳動，21ic電子網，中金公司研究部

在新能源汽車電壓升級過程中，車企通常採用改變電芯串並聯方式實現電壓升級。目前，純電動乘用車電壓普遍為250V-450V，因帶電量不同而有所波動；而商用車由於整車功耗更高，因此所需帶電量明顯更大，車企通過電芯串聯後電壓等級可達450V-700V。而未來800V高壓乘用車則是在帶電量無大幅變化情況下，通過改變電芯串並聯方式而提升電池電壓。

圖表：當前及未來各類型純電動車電壓等級

資料來源：第一電動，中金公司研究部

續航短、充電慢是新能源車兩大痛點。一方面，現有純電動車實際續航里程普遍低於燃油車；另一方面，電動車充電所需時間較長，交流慢充時需要8-10小時才可充滿，現有快充大多也需要1小時左右，而燃油車加油僅需3-5分鐘。據新出行2021年調研，55.5%的用戶擔心新能源車長途出行續航不夠，54.9%的用戶因新能源車充電不便而有所顧慮；而據中汽協2021年調研，40%用戶認為充電時間過長而造成不便。

提升用戶體驗需要增加帶電量和提升補能效率雙管齊下。增加帶電量可提升單次補能後的續航里程，但受兩方面限制，一方面，電池價值量較高，提升帶電量直接增加邊際成本；另一方面，電池重量較大，電池擴容也將增加整車功耗，短期內電池技術難以發生較大變革，兩方面限制均難以突破。此外，即便單次補能後續航能夠與燃油車持平，補能便利性不足依然會引起用戶的用車焦慮。因此，我們認為，提升帶電量與提升補能效率並非此消彼長關係，而是雙方共同發展，最終在成本與性能的權衡取捨下，達到均衡配置。

圖表：充電不便、續航不夠是用戶購買新能源車的最大顧慮

資料來源：新出行，中金公司研究部註：調研時間為2021年，調研樣本數 1,625 份，全國範圍調研為線上調研，區域範圍調研包含北京、上海、南京等7座城市，為線下調研

圖表：充電便利性主要掣肘在於充電樁數量少和充電時間過長

資料來源：中汽協，中金公司研究部註：調研時間為2021年

換電和快充雙線並舉構建補能網絡，快充技術大勢所趨。提升補能效率有換電和快充兩種方案。換電方案即通過更換電池直接補能，節省充電時間，目前，蔚來二代換電站單車換電時間約90s，吉利楓葉換電站換電僅需60s。但由於不同品牌車型電池規格、底盤設計不同，換電站兼容性不高，其大規模推廣需要各車企自建換電體系或統一電池規格，前期建設投資大、回報低，短期內或難以大規模落地。而以特斯拉、大眾集團、小鵬為代表的諸多車企均選擇快充方案並進行快充樁建設。此外，部分車企如廣汽埃安、蔚來同時布局換電與快充，雙線並舉構建多元補能網絡。

快充分為高電流與高電壓兩種技術路線，高電壓快充更具優勢。快充有高電流和高電壓兩種技術路線：理論上，根據W=Pt，充電功率提升一倍，則充電時間減半；根據P=UI，電壓或電流提升一倍，充電功率均可提升一倍。相比高電流快充，高壓快充發熱少、損耗低。高電流路線的缺陷在於，根據Q=I²Rt，電流越高，則電能損耗越大，且損耗以發熱方式體現，增加了熱管理壓力。此外，高電流需要載流量更高、線徑更大的線纜，也將造成線纜成本和重量增加。目前特斯拉採用高電流方案，而更多車企轉向高電壓方案。

圖表：改善續航、提升補能效率的各種方案對比及代表車企

資料來源：蓋世汽車，汽車之家，中金公司研究部

國外車企中，大眾集團與現代起亞集團走在800V路線前列。2019年，全球首款800V車型為大眾旗下的保時捷Taycan，大眾集團目前有400V/800V兼容性J1平台，並規劃了800V PPE平台，基於PPE平台的保時捷Macan與奧迪Q6 e-tron/A6 e-tron計劃於2023年發布。現代起亞也於2020年底公布其800V E-GMP平台，並於1Q21發行基於該平台的現代IONIQ5、起亞EV6兩款車型。而奔馳、寶馬在則布局較晚，分別計劃於2024/2025年推出支持800V的MMA/Neue Klasse平台並實現量產。

圖表：國外車企800V布局情況

資料來源：搜狐汽車，蓋世汽車網，易車網，中金公司研究部

註：◇代表車企平台規劃，◆代表車企車型/快充樁規劃

國內車企紛紛跟進800V高壓平台，2022年量產車型加速落地。2020年，吉利首次發布支持800V的SEA浩瀚架構；2021年，國內車企紛紛公布800V高壓平台及量產計劃。2021年9月，配備超充技術的AION Y Plus上市，2022年，800V車型極狐阿爾法S、小鵬G9、長城機甲龍陸續上市，2022年成為800V車型量產元年。按照各公司規劃，2024年底前理想汽車、吉利、零跑都有望實現800V車型量產上市。

圖表：國內車企800V布局情況

資料來源：搜狐汽車，蓋世汽車網，易車網，中金公司研究部

注 ：◇代表車企平台規劃，◆代表車企車型/快充樁規劃

新能源車電氣系統可按功能劃分為用電系統與充電系統，按電壓劃分為高壓系統與低壓系統。400V新能源車中同時存在400V高壓電氣系統和12V低壓電氣系統，而400V-800V升級是高壓系統內部電壓升級，存在多種方案。下面我們對用電系統/充電系統的不同方案分別討論。

圖表：400V車型電氣系統

資料來源：第一電動，中金公司研究部註：圖中所示為不存在48V輕混系統的400V電動車型

車載用電系統：800V高壓系統平台兼容性高，從部分高壓向全系高壓方向迭代。支持800V高壓快充的系統架構有多種實現方案，按照車載用電部件的電壓來劃分，當前主要有全系400V、全系800V、800V/400V混合三種方案。

保時捷Taycan採用800V/400V混合方案，E-GMP平台採用全系800V方案。保時捷Taycan的部分高壓部件升級至800V，如PDU、電驅系統、PTC電壓等，但空調壓縮機等部件仍為400V，主要系Taycan量產時800V空調壓縮機的技術尚不成熟，因而沿用了保時捷PHEV中400V空調壓縮機。現代集團的E-GMP平台中車用電器則均在800V電壓下運行。

圖表：保時捷Taycan的DC/DC轉換器功能

資料來源：汽車之家，中金公司研究部

車載充電系統：800V充電系統以兼容400V/800V快充為主流，通過電驅升壓或DC/DC實現。電池結構方面，800V架構可分為2×400V電池串並聯切換和不可切換式800V電池架構。充電系統方面，800V架構可分為僅支持800V直流快充或兼容400V/800V直流快充兩種模式，由於目前大部分快充樁規格為400V，充電系統一般採用兼容400V/800V模式，在400V直流電充電時，使用升壓裝置升壓至800V充電，具體有DC/DC升壓與電驅升壓兩種方案。

圖表：800V系統架構分類

資料來源：汽車ECU設計，中金公司研究部註：所有架構均支持交流慢充

我們預計800V高壓平台將帶來多處車載零部件升級。電壓平台由400V向800V升級，將帶來車載零部件幾大升級趨勢：

•電控、小三電與空調系統：功率器件升級，SiC MOSFET加速替代Si IGBT；

•電池：電池材料與熱管理系統升級；

•線束：線纜降規，連接器增加，總價值量上升；

•高壓直流繼電器：性能要求提升，附加值增加；

•薄膜電容：耐壓等級提升，用量增加；

•熔斷器：性能要求提升，激勵熔斷器加速滲透；

圖表：400V-800V需要新增和升級的零部件

資料來源：電子發燒友，中金公司研究部註：圖中所示為車用電器400V/800V混合、400V直流電通過DC/DC升壓充電、無48V系統的電氣架構方案

800V平台對功率器件耐壓要求大幅提升，SiC MOSFET更具優勢。新能源車中，功率器件廣泛應用於電驅系統、小三電（OBC、DC/DC、PDU）、空調系統中。其中，電機控制器在工作時會在直流母線電壓基礎上產生電壓浮動，當電壓平台從400V提升至800V時，電壓浮動偏差百分比不變：450V的直流母線電壓下，功率器件承受的最大電壓在650V左右，800V電壓下，對應功率器件耐壓需要提高至1200V左右。當前400V車型中一般採用Si IGBT器件，而800V車型中則需升級至SiC MOSFET，雖然Si IGBT、SiC MOSFET均可滿足1200V耐壓需求，但SiC MOSFET基於其材料和器件結構特性，具備低損耗、高頻率等顯著優勢。

圖表：Si IGBT與SiC MOSFET的額定電壓範圍

資料來源：Rohm《SiC功率器件・模塊應用筆記》 2020.10，中金公司研究部

相比於Si IGBT，SiC MOSFET損耗低、頻率高，性能優勢明顯。SiC材料寬禁帶、絕緣擊穿場強大，可以在高壓環境下達到較小的導通電阻。為了改善器件高壓化帶來的導通電阻增大問題，Si材料需使用少數載流子器件如IGBT，但IGBT關斷時會產生拖尾電流，造成較大的開關損耗，因此限制了其高頻驅動應用。相比之下，SiC材料能以多數載流子器件如MOSFET實現高壓化，避免了開關損耗和頻率限制問題。當電壓由400V增至800V，Si器件的開關損耗和導通損耗均大幅增加，且明顯高於SiC器件。800V電壓下，SiC器件在大功率或小功率運行下的總損耗均大幅低於Si器件，性能優勢明顯。

SiC MOSFET可實現更高的功率密度，使器件小型化、輕量化。SiC MOSFET的功率密度優勢體現在功率模塊小型化、無源器件小型化、散熱系統簡化三方面。據Rohm，SiC的應用可分別使功率模塊、無源器件、散熱系統縮小至原來的1/2、1/10、1/5，從而顯著減小電機等部件的體積和重量，有利於車身結構優化和整車輕量化。

SiC MOSFET應用於電驅系統時，電機的體積和重量明顯下降。當SiC MOSFET應用於電驅系統時，其高頻開關的特性使得電機能夠達到更高轉速，同等功率下，轉矩相應減小。而轉矩減小又將直接帶來電機體積減小，同時，銅線變細、重量和成本相應下降。根據Rohm數據，以文圖瑞電動方程式車隊賽車為例，其將其核心電驅逆變器功率模塊由Si模塊替換為全SiC模塊後，電機重量減輕了40%，尺寸減小了43%，優化效果明顯。

圖表：文圖瑞電動方程式車隊賽車核心電驅逆變器採用SiC功率模塊實現43%的小型化與6kg的輕量化

資料來源：Rohm，中金公司研究部

Si IGBT方案下，功率器件單車價值量約1,500元。單個電機控制器價值量約3,000元，其中原材料成本占比約85%，Si IGBT功率模塊占原材料成本比約44%，折算價值量約1,050元。小三電合計單車價值量約2,500-3,000元，其中Si IGBT功率模塊價值量約350元。此外，空調系統變頻器、控制器中所用IGBT模塊均價約100元。

SiC MOSFET方案下，功率器件單車價值量將提升至4500元。目前SiC功率模塊的成本約為Si功率模塊的3倍。全系800V架構車型中，電機控制器、小三電、空調的工作電壓均升級至800V。不考慮SiC器件應用後帶來的散熱系統降本、降低功耗帶來的潛在電池降本等因素，若將上述部件中Si IGBT功率模塊全部更換為SiC模塊，則功率器件單車價值量將提升至4,500元。

圖表：SiC器件整車成本測算

資料來源：威邁斯公司公告，英搏爾公司公告，比亞迪半導公司公告，中金公司研究部

實現高倍率充電需陶瓷隔膜、電解液、電池負極材料相應升級。電池電壓升級至800V不等於電池可以實現高倍率充電，如800V車型極狐阿爾法 HI搭載電池則因為技術限制，僅支持2.2C充電，與4C及以上超高倍率充電仍有差距。從鋰電池工作原理來看，單位時間遷移和嵌入負極的鋰離子越多，則充電速度越快，因此可從兩方面着手提升電池充電倍率。

提升遷移速率：可應用高孔隙陶瓷隔膜和更低粘度、高效率的電解液，降低電解液中離子的遷移阻力，提升遷移速率。

提升嵌入速率：目前電池負極多用石墨材料，其層狀結構使得鋰離子只能從端面進入，導致鋰離子傳輸路長，嵌入速率低；可在電池負極採用特有的軟/硬碳/石墨烯包覆改性技術，或採用硅基負極，提升鋰離子嵌入速率。

圖表：納米硅基負極微觀結構

資料來源：廣汽研究院，中金公司研究部

高倍率充電帶來電芯發熱問題，熱管理需要更精準。高倍率充電會使電芯溫度短時間內大幅上升，且熱分布不均勻，電芯正極區域發熱集中；電芯溫度過高會加劇電池析鋰、SEI累積等問題，縮短電池使用壽命，嚴重時甚至會出現熱失控鏈式反應，造成較大的安全威脅。同時，電池系統具有明顯的短板效應，單一電芯的局部過熱將影響整個電池系統運行。因此，高倍率充電需要對電池冷卻系統進行升級，提升散熱均勻程度，特別需要對發熱較為集中的電芯正極區域進行針對性冷卻，確保電池的溫度一致性。

圖表：高充電倍率下LFP電池溫度明顯升高

資料來源：Tomaszewska A, Chu Z, Feng X, et al. Lithium-ion battery fast charging: A review[J]. ETransportation, 2019, 1: 100011.，中金公司研究部

電壓升級後高壓線束相應變化，分為線纜與連接器兩大維度。新能源車具有高壓線束與低壓線束兩個系統，根據EV WIRE，新能源車線束單價平均為5,000元，其中高壓線束單價平均為2,500元。具體來看，高壓線束包括高壓線纜與高壓連接器，下面我們分別進行討論。

800V平台下電流減小，線纜線徑縮小，體積、重量和成本相應降低，有利於整車輕量化。根據P=UI，功率不變時，400V-800V變化將使電流減半，以美標AWG為例，其線纜承載最大電流與線纜橫截面積成正比，理論上，電流減半，橫截面積減半，線纜內芯體積、重量、物料用量相應減半。目前單車線纜平均重量達 50-70kg，占整車重量的5%左右，線纜重量下降將帶來明顯的輕量化效果。高壓線纜單價約800-1,000元，而線束的主要成本來自物料成本，占比達74%，線纜線徑縮小後，物料用量減少，成本有望下降。

圖表：800V系統下線纜線徑顯著縮小

資料來源：保時捷官網，中金公司研究部

800V平台下高壓連接器用量增加，高壓線束單價小幅上升。目前技術架構下，電動車高壓連接器單車配置量為15-20個，根據車型設計不同，單價在700-3,500之間。400-800V平台升級要求高壓連接器重新選型。用量上，800V車型需要增加大功率快充接口，同時新增的400-800V及800-400V的DC/DC部件也需要配備連接器。我們估算，800V車型所需高壓連接器個數增加至20-25個，單價提升至2,210元。整車高壓線束（線纜+連接器）單價小幅上升，由2,500元提升至2,830元。

圖表：400V與800V線束單車價值量測算

資料來源：EV WIRE，線束工程師網，中金公司研究部

高壓直流繼電器是新能源車的剛需零部件，單車價值量較高。高壓直流繼電器可控制並保護新能源車的高壓電路，新能源車需要配置包括主繼電器、預充繼電器、快充繼電器、普通充電繼電器、輔助繼電器合計5類高壓直流繼電器，根據車型不同，單車配置量4-8個。我們測算，2022年混動乘用車中單車價值量約420-590元，純電乘用車中單車價值量約630-910元。此外，快充樁中也需配置高壓繼電器，配置量一般為2個，價值量約140-220元。

圖表：新能源車與充電樁中高壓直流繼電器的配置情況

資料來源：宏發股份官網，中金公司研究部

800V平台下高壓直流繼電器升級，推動單車價值量進一步提升。800V平台下由於電壓和電流更大、電弧更嚴重，對高壓直流繼電器的耐壓等級、載流能力、滅弧能力、散熱、使用壽命等性能提出更高要求，相應地，產品將在觸點材料、滅弧氣體、封裝方式等多方面進行改進，技術要求提升，產品附加值相應增加。我們預計800V純電動車型中，高壓直流繼電器單車價值量提升40%，達880-1,270元，帶來250-360元增量價值。

新能源車是電容器的重要下游應用場景。電容器是功率模塊中必備的被動元件之一，在新能源車中廣泛應用於OBC、DC/DC、電驅、空調變頻器等涉及變壓、變頻、直流/交流轉換的部件中。根據電容器的功能不同，可分為以下5類：

•DC-Link 電容：連接於直流母線與開關管中間，對整流器的輸出電壓進行平滑濾波，用於電驅系統（DC/AC轉換）、OBC（AC/DC轉換）中，是車載電容器中價值量最高的產品。

•緩衝電容：保護電路系統，用於電驅系統中，單價較低。

•EMI電容：抑制電磁干擾，用於OBC、電驅中，單價較低。

•諧振電容：吸收電路中的高頻波，用於OBC、DC/DC中，單價較低。

•直流濾波電容：用於整流電路中，濾除交流成分，使輸出的直流更平滑，用於OBC、DC/DC中，單價較低。

新能源車中薄膜電容單車價值量約350-610元。我們估算，新能源車電驅系統薄膜電容價值量約260元，雙電機車型價值量翻倍；其中OBC中薄膜電容價值量約70-90元；DC/DC轉換器中價值量約10元，空調變頻器等其他車載部件中價值量10元以下，合計單電機車型價值量約350元，雙電機車型約610元。

800V平台下薄膜電容耐壓升級、用量增加，帶來增量價值50-90元。800V平台下峰值電壓約1200V，薄膜電容耐壓等級提升，同等容量下整體成本增加約10%-20%。此外，為實現400V直流快充兼容，800V車型中部分車型採用DC/DC升壓方案，需加裝一個DC/DC，薄膜電容單車用量可能增加，但也有陶瓷電容/鋁電解電容替代方案。平均來看，我們測算新能源車由400V升級至800V帶來的薄膜電容單車價值增量約50-90元。

圖表：薄膜電容在電驅系統中發揮重要作用

資料來源：TDK官網，中金公司研究部

圖表：薄膜電容單車價值量測算

資料來源：NE時代，中金公司研究部

熔斷器是新能源車中必不可少的安全保護裝置，激勵熔斷器與智能熔斷器逐步應用。新能源車過電流保護主要依靠高性能熔斷器來完成，目前其他車載器件無法可靠分斷短路電流，熔斷器則可在短路發生時快速切斷電流迴路，是新能源車必不可少的安全保護裝置。新能源車中，主迴路中應用電力熔斷器，部分車型會應用激勵熔斷器；輔助迴路中，高壓電路應用電力熔斷器、低壓電路應用電子熔斷器。傳統電力熔斷器的保護特性無法根據保護要求調整，而激勵熔斷器可通過接收控制信號激發保護動作，性能更優。此外，智能熔斷器可根據應用需求定製保護特性，通過自動檢測迴路電流或其他信號，自動觸發保護動作，具有更好的適用性，目前尚處於開發和應用前期。

新能源車熔斷器單車價值量100-130元。用量與規格上，主迴路中使用大規格圓管電力熔斷器，用量1-3個，輔助迴路中使用小規格圓管電力熔斷器，用量3-5個。單價上，參考2020年中熔電氣產品售價：電子熔斷器單價1.5元，大規格/小規格圓管熔斷器單價分別為66.5/13.7元，激勵熔斷器單價88.7元。測算得熔斷器單價約108-268元，考慮車型減配與年降，我們預計當前單價約100-130元。

圖表：熔斷器用於新能源車保護示意圖

資料來源：中熔電氣招股說明書，中金公司研究部

800V平台下電力熔斷器升級、激勵熔斷器加速滲透，帶來35-160元單車價值增量。800V平台下，熔斷器熔體結構改變，長度、粗度增加，單價上升。參考2020年中熔電氣產品售價：參數為30A/500VDC、32A/750VDC的圓管熔斷器單價分別為10.6元、14元，我們預計400-800V電壓升級帶來電力熔斷器價格增長約35%，對應單車價值量提升至135-175元。此外，大功率快充時，短路電流衝擊會加大，增加激勵熔斷器可提升安全性，800V平台下激勵熔斷器裝配率或加速提升。800V車型若加裝激勵熔斷器，則單車價值量可提升至220-260元。

圖表：新能源車中熔斷器單車價值量測算

資料來源：中熔電氣招股說明書，中金公司研究部註：由於電子熔斷器單價較低，測算時不考慮在內

新能源車快速放量帶動快充/超充樁建設需求提升。直流快充樁中，高電壓快充相比大電流快充更具優勢，而超充樁則需電流、電壓同步提升。為保障新能源車用戶補能體驗，車樁比需維持在合理區間，隨新能源車保有量迅速增長，充電樁需求量相應提升，同時充電慢痛點亟待解決，帶動大功率充電樁建設需求不斷提升。現有大功率充電可分為三種方式：

•1）電壓由400V上升至800V的高電壓快充。以保時捷Turbo充電樁為例，其充電電壓為800V，峰值充電功率可達270kW，實現5%-80% SOC需要22.5分鐘。

•2）電流由250A上升至600A的大電流快充。目前特斯拉採用該方案，其V3超充樁充電電壓為400V，峰值電流達600A，峰值功率約250kW。相較於高電壓快充，大電流快充的熱損失較大，且充電樁與充電槍的熱管理成本更高。

•3）電流、電壓同步提升下，功率達400kw及以上的超級快充。據美國能源部定義，超級快充（XFC）充電功率需達到400kW以上。目前，國內車企中廣汽埃安、小鵬等均有布局。廣汽埃安A480超充樁最大持續電流可達600A，最高工作電壓達880V，最大充電功率達480kW。我們認為，超充技術是大勢所趨，車端800V布局將帶動超充樁同步發展。

超充情境下充電模塊需進行升級，充電槍、線、直流接觸器和熔絲等需重新選型。高壓超充情境下，電壓將從400V提升至800V乃至1000V，功率也由120kW向480kW發展，此時充電模塊將會有磁元件、功率器件兩方面的升級：1）充電樁為了適配目前的低電壓存量充電樁，需要加裝DC/DC升壓模塊，提升磁性元件的需求量；2）SiC基功率器件可實現比Si基更高的開關頻率，從而實現更高功率密度，我們預計SiC基功率器件將在直流充電樁領域加速市場滲透。

圖表：我國充電樁保有量與車樁比

資料來源：EVCIPA，中金公司研究部

註：充電樁數量為公用充電樁與私人樁合計值

圖表：樁端：充電模塊、配電器件等均需變更

資料來源：華為官網，華為公告，中金公司研究部

結合液冷、功率器件、充電槍等模塊的升級，我們預測高壓超充樁單樁成本在23-26萬元。

•直流樁由充電模塊、充電槍及線纜、主控板三個主要組成部分，目前充電樁的採購成本在0.35 -0.4元/ W居多，其中充電模塊可將電網中的交流電轉換為直流電為動力電池充電，占設備總成本的50%左右。

•800V高壓大功率超充下，充電模塊IGBT損耗較大，需換用價格為Si IGBT的3倍以上的SiC MOSFET，我們預估升級後的SiC充電模塊價格會是當前模塊的1.5-2倍。此外超充樁配備液冷裝備後成本上升。綜上，我們預測充電樁的採購成本是當前價格的1.8倍左右，0.63 - 0.72元/ W，單個360kW超充的成本在23- 26萬元。

超充對樁端熱管理提出更高要求，主機+機槍採用液冷裝置成本提高

超充時產生的大量電熱需要增配液冷系統。400kW及以上大功率充電時，充電設備在短時間內迅速發熱，可能引起熱安全問題，而傳統風冷無法達到設備散熱要求，因此主機和機槍均需配備散熱效果更佳的液冷系統。

液冷裝置還具有實現溫度控制、減輕重量兩大優勢。一方面，大功率充電連接器內共有 5 個溫度傳感器，控制器可依據實時測量的溫度變化情況對冷卻輸出作出相應的調整——冷卻液通過內置冷卻管道有效地散熱，從而防止大電流導致的充電系統過熱。另一方面，液冷裝置可縮小電纜直徑進而縮小換熱設備體積，減輕充電槍重量，對用戶更為友好。

圖表：液冷充電溫度對比圖

資料來源：菲尼克斯官網，中金公司研究部

圖表：菲尼克斯 HPC 高壓充電槍採用液冷技術

資料來源：菲尼克斯官網，中金公司研究部

充電樁輸出電壓範圍上限1000V落地應用，充電模塊向20/30/40kW多元化配置發展

現存充電樁以750V以下為主，存量+增量雙布局解決800V充電樁建樁需求。按照電動車電壓平台和充電樁電壓的關係，400V電動車充電的充電樁為750V，800V電動車充電樁為1000V標準，而現有運營的充電樁多數為750V及以下，不支持800V電動車充電需求。

存量方面，需要對部分低電壓充電樁進行改樁或重建。主要針對低使用效率充電樁，將其場地資源、電力資源進行利用和升級改造，進而滿足800V車端充電需求。增量方面，充電模塊形成1000V最高輸出電壓的共識，輸出電壓範圍上限由750V向1000V高壓落地應用。2018年起星星充電、英飛源等充電模塊企業陸續發布充電範圍寬至1000V的充電模塊；2021年起國家電網在充電樁採購中也已經進一步提升電壓標準至1000V，要求覆蓋DC200-1000V範圍，布局高壓充電網絡，且2017-2021年間招標的直流充電樁有功率上升趨勢。我們預計隨着充電樁建設在增量與存量兩方布局，800V高壓充電樁的普及性將得到提升。

充電模塊由20kW為主向20/30/40kW多元化配置發展。與交流樁不同，直流充電樁由多個充電模塊組合而成，如120kW快充直流樁主流由4個30kW的模塊進行組合，350kW充電樁主流由6個60kW的模塊進行組合。據新能源數據中心，當前國內充電樁市場20kW模塊市占率為60%，其餘大部分由30kW占據，也有少數的功率密度較高的60kW、100kW的模塊。近年來隨着電池容量及充電倍率的提升，充電模塊向20/30/40kw多元發展趨勢加強。

圖表：2017-2021國網直流充電樁招標情況

資料來源：國網招標，中金公司研究部

圖表：高壓超充引領充電模塊向多元化方向發展

資料來源：新能源數據中心，中金公司研究部

高壓大功率充電樁普及加劇電網負荷及改造負擔，公共場合供電難以匹配需求。1）高壓大功率充電樁普及可緩解當前充電的時空束縛，用戶選擇更為多樣，但與此同時容易出現如午飯等零散時間點多車同時超充、乃至排隊充電的情況，嚴重加大電網電荷負擔，造成負荷高峰迭加。2）由於充電站與電網的交互是隨機波動的，快充需要瞬時強大的功率，當充電需求較大時，可能會引起饋線的電壓波動，大規模的隨機波動功率對電網可造成較為嚴重的損傷。3）快充樁普及後會分布於居住區、消費區等場所，這些區域無法實現大功率的電網擴容，因此無法滿足大功率充電需求。

特斯拉率先建立光儲充超級充電站，多企業布局一體化能源網絡

特斯拉推出光儲充一體化超級充電站，緩解充電樁用電對電網的衝擊。2021年6月特斯拉先後在西藏、上海建立兩座光儲充超級充電站，配備V3超級充電樁和目的地充電樁，通過太陽能屋頂系統發電將電能儲存在電池中，可供部分純電動車日常充電。光儲充一體能夠解決在有限土地資源里配電網的問題,通過能量存儲和優化配置實現本地能源生產與用能負荷基本平衡。

國內廣汽埃安、北汽極狐等車企實施充換電+光儲充一體化能源網絡。埃安實行充換一體的戰略布局，於2022年4月在廣州建立首座超充站同時支持充換電，其中超充端充電5分鐘續航里程可達200km，換電僅需用時2.5分鐘。北汽極狐基於高壓超充路線，同步建設極狐品牌超充站，打造光儲充一體化綠色超充體驗。

圖表：光儲充換一體化能源網絡

資料來源：廣汽埃安，中金公司研究部

圖表：功率池+儲能站：未來綠色超充電能源網絡

資料來源：星星充電，中金公司研究部

產業鏈升級與投資方向

新能源車800V平台投資可圍繞車端與樁端兩大方向。同時，根據產業鏈價值量變化，我們識別出兩大產業發展趨勢。

功率器件成本提升背景下，車企或通過多合一電驅解決方案實現成本對沖。在整車架構層面，動力總成「三合一」解決方案滲透率提升，並逐步出現動力總成融合OBC、DC/DC、PDU的「多合一」產品。我們認為，多合一解決方案可通過減少殼體鑄件、線束、連接件來降低單車成本，並通過緊湊化的結構設計降低對車身、底盤的空間占用。

►多個獨立部件的一體化，可以減少殼體鑄件、連接件、線束的使用量，降低成本的同時，助力整車輕量化。

►降低原有多個零散部件對於車身、底盤空間的占用，加之相應減少的車內線束連接，可以為車身、底盤的設計優化騰出空間。

►一體化的緊湊設計，可以減少傳輸損耗，提高整個系統的效率。

圖表：華為、英搏爾電源「三合一」、電驅系統「多合一」產品

資料來源：公司官網、中金公司研究部

電驅集成化發展路徑

1、電機電控企業發展路線：①基於自身電機、電控的優勢，向下合併減速器，向上逐漸合併OBC、DC/DC、PDU等整車充電控制模塊；②從低端產品、低端市場逐漸向上生長，客戶群和配套車型改善，單車價值量、利潤提升。③提供模塊化、平台化產品和解決方案。

2、電源模塊企業發展路線：①基於電源模塊的技術優勢，將OBC、DC/DC、PDU整合成電源「三合一」；②部分廠商嘗試向動力域整合，將電機控制器MCU整合，但因為電機電控技術門檻較高，挑戰較大。

3、整車零部件企業：從現有體系進行系統化整合集成。

以華為DriveOne「七合一」系統為例，為業內首款超融合架構動力域解決方案，將驅動電機、減速器、電機控制器、PBC、DC/DC、PDU、BCU（電池管理系統主控單元）七大部件集成在一起。其120kW系統的尺寸僅為410mm x 400mm x 330mm，整體質量75kg，峰值效率93%。

圖表：華為DriveOne「七合一」電驅動系統圖示

資料來源：電子工程世界，中金公司研究部

圖表：動力總成 「三合一」、 電驅系統「多合一」產品參數

項目

資料來源：華為公司官網、汽車之家，中金公司研究部

註：標紅框的表示支持支持800V高壓平台

液冷系統加速滲透，電池換熱系統單車價值量提升。目前，電池換熱系統主要分為風冷、液冷、直冷三種方案。主動風冷方案利用風機產生空氣對流換熱；風冷結構簡單，但是換熱效率低下且無法實現精準控溫。液冷方案採用冷卻液對流換熱，液冷板上均勻分布的導流槽和電芯間接接觸，更靠近熱源、換熱效率高、能耗低，且更能保證電芯溫度一致性。

液冷技術憑藉其較高的換熱係數成為動力電池冷卻主流應用方式，冷媒直冷技術僅少數車企量產。液冷系統包含電子水泵、換熱器、電池散熱片、PTC加熱器、膨脹水箱等零部件，通過液體對流換熱，帶走電池熱量，降低電池溫度。相比於風冷，液冷換熱係數高，冷卻速度快，對電池降溫效果更為顯著。電池製冷技術在液冷的基礎上發展為冷媒直冷技術，利用製冷劑蒸發散熱的原理，將蒸發器安裝在電池系統，製冷劑在蒸發器中蒸發，帶走電池系統熱量。從發展趨勢來看，液冷技術仍為目前主流的電池冷卻方式，液冷方案在換熱能力、換熱一致性等方面都有不錯的表現。比亞迪在e3.0平台推出寬域熱泵系統，打通座艙空調和電池熱管理，可利用冷媒相變對電池包實現直冷直熱。

圖表：動力電池主流冷卻方式

資料來源：蓋世汽車、中金公司研究部

本文摘自：2022年8月12日已經發布的《800V高壓架構蓄勢待發，車樁兩端同步升級》

鄧 學 SAC 執業證書編號：S0080521010008 SFC CE Ref：BJV008

曾 韜 SAC 執業證書編號：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196

任丹霖 SAC 執業證書編號：S0080518060001 SFC CE Ref：BNF068

荊文娟 SAC執業證書編號：S0080121010058

王穎東 SAC執業證書編號：S0080120080126