充电设施：新基建赋能便捷性之梦

1、目录 HYPERLINK l _TOC_250017 一、能量补充，新能源汽车核心需求 1 HYPERLINK l _TOC_250016 1、使用便捷性，“红线” 1 HYPERLINK l _TOC_250015 2、电车VS 油车续航差距减小，能量补充问题凸显 2 HYPERLINK l _TOC_250014 3、有线充电大概率是长期主流，便捷快充需多环节协同 5 HYPERLINK l _TOC_250013 二、电池充能强化中：快充的逐级考量 7 HYPERLINK l _TOC_250012 1、电池材料：优化电导，控制界面 7 HYPERLINK l _TOC_250011 2

2、、电池单体：偏离“准静态”，快充有影响 9 HYPERLINK l _TOC_250010 3、电池系统：为了均匀性 10 HYPERLINK l _TOC_250009 三、整车快充进行时：高压、大功率探索 12 HYPERLINK l _TOC_250008 1、车载充电机&外界充电桩供选择 12 HYPERLINK l _TOC_250007 2、超级快充：特斯拉和保时捷的努力 13 HYPERLINK l _TOC_250006 四、充电设施力发展：真刚需新基建 17 HYPERLINK l _TOC_250005 1、充电桩规格，慢充快充超充并行 17 HYPERLINK l _TO

3、C_250004 2、充电桩规模，保有量差强人意 19 HYPERLINK l _TOC_250003 3、牵手“新基建”，规划为充电基础设施“赋能” 20 HYPERLINK l _TOC_250002 4、展望：慢充为主应急快充为辅，规模高增速分时充电有望成主流 23 HYPERLINK l _TOC_250001 投资评价和建议 28 HYPERLINK l _TOC_250000 风险分析 28图表目录图表 1： 汽车产品关注点体系 1图表 2： 简明体现汽车使用便捷性的行驶和充能过程 1图表 3： 车用储能（及配套动力系统）性能指标* 2图表 4： 1885 年卡尔本茨发明的汽油内燃

4、机汽车（模型） 2图表 5： 1881 年古斯塔夫特鲁夫发明的铅酸动力电池汽车 2图表 6： 20 世纪初叶美国曼哈顿广场上的电动车 3图表 7： 福特T 型车流水线 3图表 8： 比亚迪汉 EV 4图表 9： 长安 e-rock 4图表 10： 我国加油站数量（单位：万个） 4图表 11： 纯电动车型能量补充基本模式和能量流 5图表 12： 国家电网充电站 5图表 13： 宝马 3.2kW 无线充电基本原理示意 5图表 14： 北汽换电流程示意 5图表 15： 不同尺度下充能的影响因素 6图表 16： 层状结构正极（钴酸锂、三元材料）和橄榄石结构正极（磷酸铁锂）示意 7图表 17： 常见正极

5、材料的充放电动力学参数 7图表 18： 不同正极材料的有害物相厚度及阻抗变化情况 8图表 19： 不同锂电池电解质离子电导-温度关系 8图表 20： 充/放电末期负极表面的锂枝晶对比 9图表 21： 内核-连接碳层-导电碳颗粒复合负极 9图表 22： 1C、2C、5C 倍率下电池温度场示意 9图表 23： 不同倍率下电池容量-电压变化 10图表 24： 不同倍率下电池循环容量/库仑效率变化示意 10图表 25： 机械、电、热滥用是电池热失控的动因示意 10图表 26： 电池热失控过程示意 10图表 27： 特斯拉 Model 3 热管理系统 11图表 28： 电动压缩机和电池热管理部件 11图

6、表 29： 新能源汽车系统总成结构示意 12图表 30： 主要国际纯电动乘用车产品充电相关参数 12图表 31： Leaf 快充功率-荷电状态曲线 13图表 32： i3 快充功率-荷电状态曲线 13图表 35： Model 3 的高压系统 14图表 36： Model 3 标准续航升级版快充功率-荷电状态曲线 15图表 37： Model 3 性能版快充功率-荷电状态曲线 15图表 38： Model 3 性能版快充功率-荷电状态曲线（V3 充电桩使用） 15图表 39： Model Y 的高压系统 15图表 40： Taycan 的高压系统 16图表 41： 交流充电接口触头电气参数值 1

7、7图表 42： 直流充电接口触头电气参数值 17图表 43： 充电桩内部结构 18图表 44： 典型半导体基体材料及性能（在 300K 温度下；不同数据源数据稍有区别） 18图表 45： 北京市东城区银河 SOHO 公共充电站基本信息 19图表 46： 我国公共充电桩保有量 19图表 47： 我国充电桩/充电站保有量（分省区直辖市） 20图表 48： “新基建”七大领域 20图表 49： 新能源汽车充电基础设施建设政策文件归纳 21图表 50： 国家电网、南方电网在充电领域的动作和规划 22图表 51： 国网子公司 2020 年新基建相关目标 23图表 52： 工信部对新能源汽车产业发展规划（

8、2021-2035）（征求意见稿）公开征求意见 24图表 53： 2025 年我国充电桩保有量和总体车桩比估计 25图表 54： 不同季节-时段的用户用电功率变化示意 25图表 55： 2025 年我国新能源汽车充电市场空间估计 26图表 56： “新基建”充电桩产业发展估计 26一、能量补充，新能源汽车核心需求1、使用便捷性，“红线”根据国标汽车和挂车类型的术语和定义(GB/T/T 373012001)，汽车是由动力驱动，具有 4 个或 4 个以上车轮的非轨道承载的车辆。基于便捷、舒适的交通需求，用户（及社会）对汽车的关注点涉及多方面易量化和不易量化的内容。图表1： 汽车产品关注点体系易量化

9、关注点不易量化关注点续航能力环境影响动力性能温度适应与耐候性充能能力噪声制动性能驾驶和操纵感整车寿命乘坐舒适性空间和视野外观和内饰品质综合成本安全性资料来源：广汽丰田，welNcar，中信建投使用便捷性是绝大多数情况下用户对汽车的接受底线和核心需求，可简明体现为汽车在某工况/工况组合下运行的行驶时间和充能时间，及对应的行驶路程。图表2： 简明体现汽车使用便捷性的行驶和充能过程资料来源:中信建投不考虑路的影响而只从车的角度出发，行驶路程越长（对应续航能力）/行驶速度越快（对应动力性能），单次充能时间越短/充能时间占总时间的比例越小（对应充能能力），可认为整车的使用便捷性越高；在充能不便的条件下，

10、单次充能的行驶路程越长，整车的使用便捷性越高。2、电车 VS 油车续航差距减小，能量补充问题凸显汽车的续航能力、动力性能和充能时间的决定性因素是其储能（及配套动力）系统的本质理化属性。这已为长逾百年的汽车进化史所证实。图表3： 车用储能（及配套动力系统）性能指标*储能（及配套动力系统）性能指标对应汽车产品关注点指标单体能量密度续航能力单体功率密度动力性能，制动性能充能时间充能能力，制动性能循环寿命整车寿命，综合成本日历寿命整车寿命，综合成本能量效率续航能力，动力性能，充能能力储能和动力系统制造成本综合成本单位能量成本综合成本维护保养成本综合成本安全性安全性环境影响环境影响资料来源：广汽丰田，w

11、elNcar，中信建投；*不区分能量密度和比能量，功率密度和比功率区别，统一对质量归一化燃油汽车和电动汽车的起步时间相近。前者以戴姆勒、本茨等人对内燃机的发明和车用为标志，后者以特鲁夫对动力电池（铅酸电池）的车用为标志。图表4： 1885 年卡尔本茨发明的汽油内燃机汽车（模型）图表5： 1881 年古斯塔夫特鲁夫发明的铅酸动力电池汽车资料来源：搜狐汽车，中信建投资料来源：第一电动，中信建投和早期的燃油汽车相比，电动车具备诸多优势：环境影响低、驾驶平顺、几乎无噪音、操作简单，动力性方面也率先实现了超过 100km/h 的最高时速。20 世纪初叶，美国电动车市场占有率完全可以和燃油汽车分庭抗礼。图

12、表6： 20 世纪初叶美国曼哈顿广场上的电动车资料来源：搜狐汽车，中信建投但是，铅酸电池的能量密度和充能时间相比于燃油有本质差距，且对基础设施的依赖性更强，体现到产品上的结果是彼时电动车的使用便捷性潜力远不及燃油车。随着燃油产量的飞速增长、加油站和公路的布局完善、多缸高转速内燃机的发明、空气压缩机的应用，燃油乘用车不仅续航里程长、加油速度快，而且单位能量成本大幅降低、动力性有所改善、能量效率显著提高；加之流水线的发明使得制造成本大幅降低、配套基础设施逐步完善，燃油车在接近一个世纪的时间里充分享受了燃油高能量密度孕育的便捷性红利。相应产业形成了强大的路径锁定，极大程度压制了电动车的发展。图表7：

13、 福特 T 型车流水线资料来源：搜狐汽车，中信建投在锂离子电池商业化之前，铅酸电池和镍系（如镍镉、镍氢）电池是二次电池的主要选择。但 20 世纪末-21世纪初，以钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和多元金属酸锂为正极，以石墨为负极，配合电解质（电解液）和隔膜制成的锂离子电池（因使用电解液也称为液态锂离子电池）体现出了大幅超过原有二次电池的性能。这一方面使得锂离子电池淘汰镍氢电池成为 3C 电池的标配，另一方面也意味着锂离子电池可以作为动力电池汽车的核心储能装置，提供此前从未实现过的 200km 以上的续航，满足乘用车、商用车的基本使用需求。随着锂离子电池技术的持续优化，新能源汽车的续航能力也持续增长。仅

14、以 2020 年我国范围内推出/拟推出的纯电动乘用车新品论，特斯拉 Model 3 长续航单电机版、比亚迪汉 EV、上汽荣威 Ei6、广汽 Aion-V、长安 e-rock 等车型的工况续航均超过 600km。在满电状态下，新能源汽车（主力技术路线仍是纯电动，本文也仅对纯电动相关内容展开讨论）的“里程焦虑”现象有望得到充分控制。图表8： 比亚迪汉 EV图表9： 长安 e-rock资料来源：比亚迪，中信建投资料来源：长安汽车，中信建投但是燃油车型的配套设施和加油时间方面的巨大优势仍然存在。至 2018 年，我国已有超过 10 万个加油站，总量充足；单车加油时间约 3 分钟，快速方便。这使得消费者

15、使用便捷性方面，燃油车型总体仍然相当程度领先纯电车型，很大程度上可以影响用户购车决策。所以，发力新能源汽车充能的“能源链条”对产业发展乃至国家新能源汽车战略的推进而言势在必行。图表10： 我国加油站数量（单位：万个）10.1109.99.89.79.69.52015年2016年2017年2018年资料来源:安全生产监督管理局，观研天下，中信建投3、有线充电大概率是长期主流，便捷快充需多环节协同对纯电动车型而言，进行电力补充包括依托充电桩的有线充电、无线充电、换电等几种基本模式。图表11： 纯电动车型能量补充基本模式和能量流基本模式能量流有线充电电网-充电桩（分散式/充电站配备集中式）-车载高压

16、系统-车载动力电池无线充电电网-感应充电底座-车载感应充电线圈-车载动力电池换电电网-换电站动力电池-车载动力电池资料来源：中信建投消费者角度出发，能量补充的持续需求都是方便、快捷、廉价。不同的能量补充模式中，利用充电桩的有线充电是最广泛应用的充电方式，该方式结构简单、效率较高。图表12： 国家电网充电站资料来源：国家电网，汽车之家，中信建投无线充电以空气为介质，单位截面积无线能量传播功率上限取决于评论，所以最大功率有限，而且效率随距离衰减严重；换电需解决电池库存、电池型号统一等问题，普适性尚未体现。总体而言，各个能量补充模式都有其发展前景和适用领域，有线充电大概率是长期主流。图表13： 宝马

17、 3.2kW 无线充电基本原理示意图表14： 北汽换电流程示意资料来源：搜狐汽车，中信建投资料来源：汽车之家，中信建投按照不同的空间尺度，纯电动车型的充能受到原子尺度、微观尺度、电池单体、电池包和系统（乃至充电基础设施）等层级的影响。电池具备快充能力、整车可承受较高快充功率、大量快充基础设施有效协同方可获得最佳快充效果；如某个或某些环节现实情况和理想需求差距较大，则需综合权衡得出支持产业发展、具有可实现性的最优路径。图表15： 不同尺度下充能的影响因素资料来源：Lithium-ion battery fast charging: A review，中信建投二、电池充能强化中：快充的逐级考量1、

18、电池材料：优化电导，控制界面对动力电池进行充电，一方面锂离子从正极脱出，经过正极-电解质界面、（液态）电解质、负极-电解质界面，嵌入负极；另一方面电子从正极导出、经外电路自负极导入，保证整个电池的电中性。放电过程相反。充电时间要求较短则需快充能力（高倍率充电，可认为是倍率性能）强，对电池材料的要求也更高。不同的正极材料，电子电导、锂离子电导/离子扩散系数、粒径形貌、涂布厚度和面密度等因素均可影响脱锂能力。本征的影响因素是材料体系区别：层状结构的钴酸锂、三元材料的锂离子扩散通道是二维通道，橄榄石结构的磷酸铁锂扩散通道是一维通道，所以锂离子嵌入/脱出更容易，体现为离子电导更高。纳米化等手段可以改进

19、离子电导，但是对体积容量密度有负面影响；过大的比表面积也会给生产工艺、寿命方面的指标带来一些不利影响。图表16： 层状结构正极（钴酸锂、三元材料）和橄榄石结构正极（磷酸铁锂）示意资料来源: Li-ion battery materials: present and future，中信建投钴酸锂/三元材料的本征电子电导好于磷酸铁锂，但二者不同程度需要炭黑、碳纳米管等导电剂掺杂、表面包覆等手段提升电子电导，优化倍率性能。图表17： 常见正极材料的充放电动力学参数材料类型脱嵌通道离子扩散系数（cm2/S）电子电导（S*cm）NCM二维10E-1110E-5LFP一维10E-1310E-1610E-9

20、资料来源：功率型快充锂离子动力电池技术发展现状，中信建投为支持电池倍率性能的发挥，电解液通常需要在工作温域内具备较高的离子电导以及较低的极化，并且控制和正负极的反应：正极和电解液反应形成新物相（如岩盐相等）会影响电池的内阻，从而降低其倍率性能和循环寿命（体现为容量降低）；石墨负极和电解液反应形成 SEI 膜，同样需要进行成分方面的调控以实现优化。图表18： 不同正极材料的有害物相厚度及阻抗变化情况资料来源: Quaternary Layered Ni-Rich NCMA Cathode for Lithium-Ion Batteries，中信建投通常情况下电解液/电解质的离子电导随温度升高而增

21、加；电解液的离子电导比固体电解质更高。图表19： 不同锂电池电解质离子电导-温度关系资料来源: Sulfde Solid Electrolytes for Lithium Battery Applications，中信建投负极是充电过程中锂离子的接受体，是电池快充性能的关键。石墨是最常用的负极材料，但其层间距较小（0.354nm），在快充时由于界面反应阻抗的增加使得石墨负极相比慢充下更容易达到析锂电位，锂离子不能正行业深度报告常嵌入到石墨负极，而是以原子的形式沉积在负极表面形成锂枝晶。钛酸锂零应变，具有三维扩散通道，但成本高、对锂电压高，对应电池能量密度低。动力电池的负极对快充的优化仍多依托石

22、墨基体，进行锂离子扩散通道构建、高导电材料包覆等方面工作。图表20： 充/放电末期负极表面的锂枝晶对比图表21： 内核-连接碳层-导电碳颗粒复合负极资料来源：锂离子电池电极中锂枝晶的实时原位观测，中信建投资料来源：宁德时代专利 CN106099079A，中信建投所以，在电池材料层面，正极材料的纳米化、掺杂和包覆改性，电解液的成分调控，隔膜的厚度、孔径与涂覆调控，负极的扩散通道构建和包覆改性等，可以提升电池的倍率性能，发挥更强的充放能力。但是，倍率性能的提升也会对电池能量密度、寿命、成本方面带来不同程度的负面影响。侧重倍率性能的电池，能量密度通常低于类似体系、侧重能量密度的电池。2、电池单体：偏

23、离“准静态”，快充有影响电池单体层面，除前述快充析锂外，热效应、机械效应等在电池快充过程中的负面效果也更显著。给定某电池单体，充放倍率增大，则单体内温差增加，使得电池状态偏离准静态平衡的程度增加；充放倍率增大，则电极材料开裂，和导电剂、粘结剂乃至集流体脱离的比例与程度增加。图表22： 1C、2C、5C 倍率下电池温度场示意资料来源: Lithium-ion battery fast charging: A review，中信建投给定某电池单体，高倍率充放条件下电池的有效容量/有效能量密度下降；固定循环次数，高倍率循环加剧电池容量衰减。总体而言高倍率循环时电池性能表现不及低倍率循环，且部分性能衰

24、减不可逆。行业深度报告图表23： 不同倍率下电池容量-电压变化图表24： 不同倍率下电池循环容量/库仑效率变化示意资料来源：Maxwell 专利 US2019/0237748A1，中信建投资料来源：Lithium-ion battery fast charging: A review，中信建投高倍率充放除影响电池常规性能表现外，其对电池材料造成的老化以及快充时的大电流放热本身也会影响电池安全。图表25： 机械、电、热滥用是电池热失控的动因示意图表26： 电池热失控过程示意资料来源：Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for elec

25、tric vehicles: A review，中信建投资料来源：Thermal runaway mechanism of lithium ion battery for electric vehicles: A review，中信建投3、电池系统：为了均匀性多节电池单体串并联组成电池模组-电池包，形成电池系统。单体层面快充的负面影响可能在系统方面被放大。如前所述电池单体在快充时的温度不均匀性被拉大，到系统层面电芯之间的温度不均匀性也会增加。这使得不同电芯的性能差距增加，电池包整体材料功能微元的性能差距被进一步拉大。相对更热的电芯及功能微元轻则老化加速，重则局部过充，发生负极析锂，刺穿隔膜导致

26、热失控安全事故发生的概率成倍增加。控制变量角度看，电池系统的寿命不及电池单体，高倍率条件下差距拉大。相应的解决方案包括采取成熟稳定的电池制造工艺，提高电池单体的一致性；采用更高性能的热管理系统，提升温度管控能力与均热效率；运用实时收集、监控电芯/模组信息更丰富精确的 BMS，保证充电的功率处于电芯的合适工作窗口范围内；优化整车-电池包设计等。图表27： 特斯拉 Model 3 热管理系统图表28： 电动压缩机和电池热管理部件资料来源：MUNRO，中信建投资料来源：翰昂，中信建投所以，希望优化快充倍率的电池在材料、单体、系统层面不同程度需要在能量密度、寿命、安全性和成本方面做出权衡，而且高倍率充

27、电对电池的容量发挥、安全性保持等方面有不利影响。当前应用于纯电动车型的动力电池多关注 C/3、1C、3C 等不同倍率下的性能表现，作为综合评价电池的重要组成部分。三、整车快充进行时：高压、大功率探索1、车载充电机&外界充电桩供选择纯电动车型通常可以通过车载充电机，或连接外界充电桩进行能量补充。快充对应的高压系统电压平台多为 400V，也有部分前瞻性设计将其提升至 800V。图表29： 新能源汽车系统总成结构示意资料来源：一览众车，中信建投车载充电系统安装在车辆内部，具有体积小、冷却和封闭性好、重量轻等优点，但功率普遍较小，充电所耗时间长。充电桩相比于车载充电系统功率更高，高功率充电桩可实现快速

28、充电效果。根据 ev-database 的统计，主要国际纯电动乘用车产品的车载充电机支持的最大功率以 11kW 居多，也有 6.6kW、7.2kW、17kW、22kW 等其他数值；连接外界充电桩的最大快充功率多已接近或超过 100kW，考虑到整车最大带电量的不同以快充倍率估算，大多数车型的最大快充倍率在约 2C 以内，平均快充倍率在 11.5C（高电位下充电通常需要降低电流强度，故快充功率一般只维持到 80%SOC 甚至更低，充满电时间可压缩至 1 小时以内需要的平均快充倍率 1C，最大倍率须相当程度大于 1C）；以快充折合续航（线性外推至单小时续航提升量）计，多数车型在 500km/h 上下

29、。图表30： 主要国际纯电动乘用车产品充电相关参数车企车型带电量最大交流慢充功率实际最大快充功率平均快充功率快充折合续航增加（kWh）（kW）（kW）（kW）（km/h）*特斯拉Model 3 标准续航升级版501110082500Model 3 性能版7511190145740Model Y 性能版7511250165780Model S 长续航版10017200110580车企车型带电量最大交流慢充功率实际最大快充功率平均快充功率快充折合续航增加（kWh）（kW）（kW）（kW）（km/h）*Model X 长续航版10017200110500大众ID.3 Pro621110085490I

30、D.3 Pro S8211125110610ID.48211125110570e-Golf35.87.24039220奥迪e-tron 50 quattro7111/22（可选）125109460e-tron Sportback 55 quattro9511/22（可选）150140590宝马i48011150120650iX38011150120540i342.2114947270奔驰EQC 400 4MATIC857.4112100430保时捷Taycan Turbo S93.411270175760捷豹I-Pace907.410485350日产Leaf406.64640230Leaf e

31、+626.610070390名爵ZS EV44.56.68055260资料来源：ev-database，中信建投；*续航对应指标为 EVDB 工况，低于 WLTP、NEDC 等工况。以日产 leaf/宝马 i3 为例，具有常规快充速度的车型（也包含大多数充电 30 分钟或稍多，续航增长至 80%的自主纯电动 A 级车）通常搭配 60kW 快充桩即可较好地实现车-桩匹配。图表31： Leaf 快充功率-荷电状态曲线图表32： i3 快充功率-荷电状态曲线资料来源：ev-database，中信建投资料来源：ev-database，中信建投对于带电量更大、快充倍率也更高的车型而言，更大功率的充电桩与

32、更高倍率、容量动力电池匹配就是实现有效快充、获取更多的单位时间充电续航的关键。主要产品中，特斯拉 Model 3/Y、保时捷 taycan 的充电倍率达到/接近 3C，快充折合续航增加达到 700km/h 以上。2、超级快充：特斯拉和保时捷的努力以 400V 电压平台的高压系统和超级快充站相配合，自 2012 年开始特斯拉系列产品为纯电动乘用车提供了相对较好的充电使用体验。400V 高压系统的巅峰可能也就是特斯拉系列产品的对应表现。行业深度报告截至 2020 年初，特斯拉在全球范围内已有逾 1600 座超级充电站和 1.44 万个超级充电桩，北美、欧洲、东亚是布局重点。图表33： 特斯拉北美超

33、级充电网络图表34： 特斯拉亚洲超级充电网络资料来源：特斯拉，中信建投资料来源：特斯拉，中信建投Model S、Model X 即兼容超级快充，Model 3、Model Y 在它们基础上更进一步。Model 3 的车载充电机位于电池系统内部（图中 Service Panel 内），交直流一体，仅有单输入口。图表35： Model 3 的高压系统资料来源：汽车电子设计，特斯拉，中信建投对 Model 3 标准续航版，采用 175kW 充电桩其最大充电功率也仅有 100kW，对应动力电池倍率约 2C（100kW/50kWh）；而对长续航版，同样使用 175kW 充电桩其最大充电功率可达到约 15

34、0kW，对应动力电池倍率仍然为 2C（150kW/75kWh）。行业深度报告图表36： Model 3 标准续航升级版快充功率-荷电状态曲线图表37： Model 3 性能版快充功率-荷电状态曲线资料来源：ev-database，中信建投资料来源：ev-database，中信建投如果使用更高功率的充电桩，则实际最大充电功率还可以进一步提升至 200kW 左右（不同数据源信息略有差别：ev-database 数据 350kW 充电桩-190kW 最大功率；汽车电子设计数据 250kW 充电桩-250kW 最大功率）。图表38： Model 3 性能版快充功率-荷电状态曲线（V3 充电桩使用）资料

35、来源：汽车电子设计，中信建投到了 Model Y，整车的最大充电功率和平均快充功率都有了进一步提升，但是 250kW 最大功率仍未跑满350kW 直流快充桩。图表39： Model Y 的高压系统资料来源:特斯拉，中信建投保时捷 Taycan 则将高压系统的母线电压提升至 800V，功率模块兼容 400V 的超级快充网络。800V 高压系统部分规避了更粗的电线造成的不变，一方面使得更大功率的电机得以应用，对应其跑车所需的动力性；一方面也提高了快充功率在系统层面的“天花板”。但是对绝缘的要求也更高。现阶段 800V 高压快充的最大功率仍不足 300kW，达到 350kW 或需等到 2021-20

36、23 年（据 NE 时代估计）。图表40： Taycan 的高压系统资料来源：嘿电 HIEV，中信建投超级快充的技术瓶颈是多环节的。动力电池方面，过高的倍率需要的性能妥协太大，电池系统的管理难度也提升，综合考虑各种因素，800V、400kW500kW 约对应 4C5C 倍率，基本是具有可实现性的前瞻指标（事实上，大电流要求单位长度充电线重量大幅增加，使用便利性下降；充电桩也因为大功率而需要考虑实际体积、散热等要求，成本增加，建设难度提升）。我们预计，几小时慢充、1 小时快充和部分 15 分钟-半小时的超级快充将分享整车充能的不同时间范围（而 “五分钟从零充满”基本没有可实现性）；常规新能源汽车

37、的充能手段限于几小时慢充和 1 小时快充，高端车型对超级快充的需求高；未来或也存在部分续航能力一般，但快充能力强的车型占据细分市场（300km-400km 工况续航，40-50kWh 带电量，但可支持 120-150kW 超级快充，短途城内-短距离城间使用便捷性强）。四、充电设施力发展：真刚需新基建1、充电桩规格，慢充快充超充并行如前所述，直连电网的充电桩是为新能源汽车充能的主要设施。与新能源汽车的带电量、动力电池的倍率性能相适应，慢充桩、快充桩（及超充桩）是成为主流的新能源汽车配套基础设施。国标 GB/T 18487.1-2015、GB/T 18487.2-2017、GB/T 20234.1

38、-2015、GB/T 20234.2-2015 和 GB/T 20234.3-2015等分别对电动汽车传导充电系统的通用要求、电磁兼容规范，电动汽车传导充电用连接装置（充电桩）的通用要求、交流充电接口和直流充电接口进行了标准规范。对于通用要求，国标规定了通信、电击防护、电动汽车和供电设备之间的连接、车辆接口和供电接口的特殊要求，供电设备的结构和性能要求，过载和短路保护、维修等相关内容。对于交流充电接口，国标规定额定电压 250V/440V 不等，额定电流 10-63A 不等；触头分别对应单相/三相-交流电源/中线、接地、连接确认和控制导引等功能。图表41： 交流充电接口触头电气参数值触头编号/

39、标识额定电压和额定电流功能定义1（L1）250V 10A/16A/32A交流电源（单相）440V 16A/32A/63A交流电源（三相）2（L2）440V 16A/32A/63A交流电源（三相）3（L3）440V 16A/32A/63A交流电源（三相）4（N）250V 10A/16A/32A中线（单相）440V 16A/32A/63A中线（三相）5/保护接地6（CC）0V30V 2A充电连接确认7（CP）0V30V 2A控制导引资料来源：GB/T 20234.2-2015，中信建投单相交流充电接口的最大功率为 7kW（220V 32A），通常和通过车载充电机的慢充功能适配；三相交流充电接口的最

40、大功率是 42kW（380V 63A）。交流充电桩的主要组成部分包括漏电保护器、智能电表、控制继电器和充电接口连接器等。对于直流充电接口，国标规定额定电压 750-1000V 不等，额定电流 80-250A 不等；触头分别对应直流电源正负极、接地、通信、充电连接确认、低压辅助电源等功能。直流充电接口的功率高，对应快充功能。以 750V、 80A 计算对应 60kW 功率；以 750V、200A 计算对应 150kW 功率；以 1000V、250A 计算对应 250kW 功率。图表42： 直流充电接口触头电气参数值触头编号/标识额定电压和额定电流功能定义1（DC+）750V/1000V 80A/

41、125A/200A/250A直流电源正，连接直流电源正与电池正极2（DC-）750V/1000V 80A/125A/200A/250A直流电源负，连接直流电源正与电池负极触头编号/标识3额定电压和额定电流/功能定义保护接地4（S+）0V30V 2A充电通信5（S-）0V30V 2A充电通信6（CC1）0V30V 2A充电连接确认7（CC2）0V30V 2A充电连接确认8（A+）0V30V 20A低压辅助电源正9（A-）0V30V 20A低压辅助电源负资料来源：GB/T 20234.3-2015，中信建投直流充电桩的主要组成部分包括充电模块，主控制器，绝缘检测模块，智能电表，刷卡模块，通信模块，

42、空气开关，主继电器，辅助开关电源等。图表43： 充电桩内部结构资料来源：搜狐汽车，充电桩视界，中信建投充电模块需要功率半导体实现 AC-DC 交直流转换功能，是直流充电桩的核心零部件。其常规基材选用硅材料，有高性能、小体积、优良散热需求时，充电模块的功率半导体可使用性能优异的碳化硅作为基材。图表44： 典型半导体基体材料及性能（在 300K 温度下；不同数据源数据稍有区别）半导体材料晶体结构能隙/eV临界击穿场强电子迁移率电子饱和漂移速度热导率（W/cm*K）（MV/cm）（cm2/V*s）（107cm/s）Ge金刚石晶格，立方晶系0.660.139000.60.58Si金刚石晶格，立方晶系1

43、.120.314501.51.5GaAs闪锌矿晶格，立方晶系1.420.480001.00.464H-SiC纤锌矿晶格，4H 六方晶系3.02.210002.04.96H-SiC纤锌矿晶格，6H 六方晶系3.262.55002.04.9GaN纤锌矿晶格，2H 六方晶系3.443.34002.51.3资料来源：Physics of semiconductor devices，IOFFE，功率半导体器件原理、特性和可靠性，中国知网，中信建投直流快充 60kW 已得到了较相当程度的应用。如中信建投证券北京办公地附近的国网公共充电站，包含 10个 60kW 直流快充桩，充电费浮动，服务费固定，充电费+

44、服务费价格约在 1-2 元区间。行业深度报告图表45： 北京市东城区银河 SOHO 公共充电站基本信息资料来源：e 充电，中信建投2、充电桩规模，保有量差强人意据中国电动充电基础设施促进联盟数据，至 2020 年 4 月，我国公共充电桩保有量达 54.7 万个，同比去年增加约 15 万个，对应充电站近 4 万个。但是和我国约 400 万辆的新能源汽车保有量相比（2019 年底汽车工业协会数据为 381 万辆，2020 年 1-4 月产销 20.5 万辆），新能源汽车/公共充电桩处于高位（7:1 以上）。私人充电桩+公共充电桩总量为 128.7 万个，总体车桩比在 3:1 以上。和早期国家规划的

45、车桩比约 1:1 相比，有非常大的差距。图表46： 我国公共充电桩保有量600,000550,000500,000450,000400,000350,000300,000资料来源：wind，中信建投行业深度报告分省区直辖市看，限购限行、经济较发达的省区直辖市充电桩/充电站保有量相对较高。图表47： 我国充电桩/充电站保有量（分省区直辖市）公共充电桩充电站 70000600005000040000300002000010000广东上海 北京 江苏 浙江 山东 河北 湖南 四川 湖北 福建 安徽 天津 陕西 河南 重庆 山西 江西 海南 辽宁 贵州 云南 广西 内蒙古黑龙江甘肃 吉林 新疆 青海

46、宁夏 西藏香港01000080006000400020000资料来源：EVCIPA，中信建投充电桩数量偏少事实上也是欧洲新能源汽车产业发展的瓶颈。据商务部信息（源自中华人民共和国驻意大利共和国大使馆经济商务处），当前（2020 年初）欧洲充电桩保有量仅为 18.5 万个，考虑到其同期约 160 万辆的新能源汽车保有量，车桩比同样也处于高位。对已有较高销量的新能源车企而言结论也类似。特斯拉纯电动车型已有逾百万销量，但超级充电桩数量据前述仅 1.44 万个，车桩比更高。所以，以充电桩、充电系统建设为代表的新能源汽车基础设施建设事实上是全球新能源汽车产业进一步发展的“刚需”。3、牵手“新基建”，规划

47、为充电基础设施“赋能”我国对充电桩的布局规划始于 2014 年国务院颁布的关于加快新能源汽车推广应用的指导意见，此后中央及多个国家部委陆续出台相关文件。2020 年 3 月 4 日，中共中央政治局常务委员会召开会议指出，通过“新基建”为经济增长提供新动力。新能源汽车充电桩位列“新基建”七大领域之中。图表48： “新基建”七大领域资料来源：中共中央政治局，中央电视台，中信建投行业深度报告2020 年5 月22 日李克强总理在第十三届全国人民代表大会第三次会议上作的 2020 年政府工作报告也指出：加强新型基础设施建设，发展新一代信息网络，拓展 5G 应用，建设充电桩，推广新能源汽车，激发新消费需

48、求、助力产业升级。图表49： 新能源汽车充电基础设施建设政策文件归纳发布时间文件/会议相关单位相关内容加快充电设施建设，包括制定充电设施发展规划和技术标准、完善城市规划和相2014 年 7 月关于加快新能源汽车推国务院应标准、完善充电设施用地政策、完善用电价格政策、推进充电设施关键技术攻21 日2015 年 10月 9 日2015 年 11广应用的指导意见关于加快电动汽车充电基础设施建设的指导意 见国务院关、鼓励公共单位加快内部停车场充电设施建设、落实充电设施建设责任等工作内容。新建住宅配建停车位应 100%建设充电设施或预留建设安装条件，大型公共建筑物配建停车场、社会公共停车场建设充电设施或

49、预留建设安装条件的车位比例不低于 10%，每 2000 辆电动汽车至少配套建设一座公共充电站。月 18 日电动汽车充电基础设施 发改委、能源局、2020 年新增集中式充换电站超过 1.2 万座，分散式充电桩超过 480 万个，满足全发展指南（2015-2020 年）工信部、住建部 国 500 万辆电动汽车充电需求，规划车桩比达到 1:1。关于“十三五”新能源2016 年 1 月汽车充电基础设施奖励政财政部、科技部、加快推动新能源汽车充电基础设施建设，培育良好的新能源汽车应用环境，工信部、发改委、11 日策及加强新能源汽车推广应用的通知关于加快居民区电动汽能源局2016-2020 年继续安排资金

50、对充电基础设施建设、运营给予奖补。加强现有居民区设施改造，按“适度超前”原则，供电企业要结合老旧小区改造，2016 年 7 月25 日车充电基础设施建设的通知发改委、能源局、积极推进现有居民区停车位的电气化改造，确保满足居民区充电基础设施用电需工信部、住建部求。加快推进单位内部停车场充电设施建设，2020 年公共机构新建和既有停车场要规划建设配备充电设施（或预留建设安装条件）比例不低于 10%；中央国家机关及2017 年 1 月加快单位内部电动汽车 能源局、国资委、所属在京公共机构比例不低于 30%；在京中央企业比例力争不低于 30%。按“经3 日充电基础设施建设国管局济实用、快慢互济”原则，

51、优先建设成本相对较低的交流慢充，根据需求合理配建一定比例快充。3 年时间大幅提升充电技术水平，提高充电设施产品质量，加快完善充电标准体系，2018 年 11提升新能源汽车充电保 发改委、能源局、全面优化充电设施布局，显著增强充电网络互联互通能力，进一步优化充电基础月 9 日障能力行动计划关于进一步完善新能源工信部、财政部设施发展环境和产业格局。2019 年 3 月汽车推广应用财政补贴政财政部、工信部、2019 年 6 月 25 日后地方财政不再对新能源汽车进行补贴，转为用于支持充电基础26 日2019 年 12月 3 日科技部、发改委策的通知新能源汽车产业发展规划（2021-2035）征求意见

52、工信部稿设施“短板”建设和配套运营服务方面。完善基础设施，加快推进充换电等基础设施建设，提升互联互通水平和使用效率，营造新能源汽车良好使用环境。会议指出要加快 5G 网络、数据中心等新型基础设施建设进度。新型基础设施建设2020 年 3 月中共中央政治局常务委员4 日会会议中共中央包括特高压、新能源汽车充电桩、5G 基站建设、大数据中心、人工智能、工业互联网和 城际高速铁路和城市轨道交通等七大领域。2020 年 4 月国家发改委新闻发布会发改委新型基础设施是以新发展理念为引领，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，行业深度报告发布时间文件/会议相关单位相关内容20 日面向高质量发展需要，提供数字

53、转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。新型基础设施主要包括信息、融合、创新基础设施，其中融合基础设施包含智能交通、智慧能源基础设施。2020 年 5 月22 日2020 年政府工作报告全国人大、国务院加强新型基础设施建设，发展新一代信息网络，拓展 5G 应用，建设充电桩，推广新能源汽车，激发新消费需求、助力产业升级。资料来源：中共中央，国务院，多部委，中信建投与国家规划相应，国家电网、南方电网在充电基础设施领域开展有关工作。图表50： 国家电网、南方电网在充电领域的动作和规划时间单位内容要点2015 年 12 月 29 日国家电网成立国网电动汽车公司。2019 年 3 月 22 日南方

54、电网成立南网电动汽车服务公司，建设南方五省区统一的电动汽车充电服务平台。与滴滴出行签署战略合作协议，双方就推动“车、桩、网”平台互联互通和数据共享达成合作，2019 年 5 月 15 日国家电网共同打造联动体系，推动“车+电”的综合解决方案落地。2019 年 6 月 26 日南方电网与滴滴战略合作，计划实现 10 万台充电桩接入小桔充电。2019 年 7 月 13 日国家电网与恒大成立充电桩合资公司国网恒大智慧能源服务有限公司。联合北京汽车集团有限公司、广汽新能源汽车有限公司、比亚迪汽车工业有限公司、威马汽车2019 年 10 月 25 日国家电网2019 年 11 月 25 日国家电网201

55、9 年 12 月 31 日南方电网2020 年 1 月 21 日南方电网2020 年 3 月 3 日国家电网科技集团有限公司等车企，在京推出电动汽车充电套餐。与广汇汽车成立的国网广汇（上海）电动汽车服务有限公司，合资公司将于 2020 年完成 43 万个充电桩布局，并将与恒大、万科等地产商合作，推进社区新能源汽车充电桩建设。电动汽车充电服务平台顺利完成对网内“粤易充”（广东）、“八桂充”（广西）、“彩云充”（云南）、“电动贵州”（贵州）、“羊城充”（广州）、“小南充”（深圳）、“度度充”（南网能源）等 7个电动汽车充电平台的整合工作。发布南方电网公司关于进一步加快电动汽车充电服务业务发展的意见

56、；编制了 2020-2023年充电基础设施投资建设规划，未来 4 年投资 251 亿元投建充电设施，建成大规模集中充电站150 座，充电桩 38 万个。国网电动汽车公司与比亚迪汽车、上汽乘用车、奇瑞新能源等 6 家合作伙伴“云签约”超过 4 万个“车电服务包”销售意向协议，预计产值将达 50 亿元。2020 年 3 月 12 日国家电网开展“寻找合伙人”活动，邀请符合条件的合伙人一同共建共享充电桩。国网电动汽车公司成立新型基础设施建设工作领导小组，加快构建新一代智慧车联网平台，全2020 年 3 月 20 日国家电网2020 年 4 月 14 日国家电网力实现 100 万根桩、500 万名注册

57、用户、30 万条日订单等指标。营销部发布2020 年智能用电专业工作要点。基础性保障方面：建成“十三纵十三横三环”高速公路快充网络，充电桩可用率超过 97%。居民区有序充电覆盖新增电动私家车规模超过 10%。对新建充电设施报装实施公平无歧视并网服务，客户满意率超过 95%市场化经营方面：建成全国覆盖范围最广、服务功能最全、注册用户最多、交易流量最大的车联网平台,系统可用率 99.9%，充电桩监测实时在线率 95%；累计接入充电桩 100 万个，注册用户超过 260 万人，充电服务市场占比超过 30%。公司充电设施年充电量超过 25 亿千瓦时，同比增长 60%。召开 2020 年全面建设新能源汽

58、车充电设施项目集中联动开工视频会议，宣布 2020 年计划安排充电桩建设投资 27 亿元，新增充电桩 7.8 万个，在 18 个省（直辖市）开工建设 126 个充电桩行业深度报告时间单位内容要点项目。2020 年 4 月 17 日南方电网南方电网公司组织对海南省 73 个充电站点、430 个自建的对外运营充电基础设施开展特巡特检工作，提出“一对一”服务充电基础设施建设，并建立跟踪机制，动态跟踪用电报装全流程办理情况。资料来源：国家电网，南方电网，中信建投国网多个子公司公布了新基建相关建设目标。图表51： 国网子公司 2020 年新基建相关目标时间单位内容要点2020 年 3 月 24 日202

59、0 年 4 月 13 日2020 年 4 月 14 日2020 年 4 月 15 日2020 年 4 月 16 日2020 年 4 月 16 日2020 年 4 月 17 日国家电网（天津公司）国家电网（重庆公司）国家电网（江苏公司）国家电网（福建公司）国家电网（四川公司）国家电网（浙江公司）国家电网（北京公司）2020 年将新建公交专用充电站 40 座，新建高速服务区充电站 12 座，同时在全市 100个社区新建充电桩 800 台。14 个“新基建”项目，包括新建 24 个高速公路充电站，建设 100 个直流桩，建设公交、出租等专用充电站群，含 465 个专用充电桩。发布助力推动充电桩建设

60、8 条服务举措，2020 年计划投资约 3.7 亿元，加快充电设施建设，计划在年内实现充电桩乡镇全覆盖。将加大充电网络建设力度，投入资金 2.9 亿元，建设充电桩 2500 个，全面建成“三纵八横”高速公路充电网络。投资 8000 余万元加速电动汽车充电设施建设，拟建成电动汽车充电站 105 座（其中，公交站 3 座、高速快充站 15 座、城市公用站 33 座、小区充电站 40 座、专用站 14座），建成充电桩约 2000 根。投资超 2.5 亿元新建 82 个充电站项目，涵盖公交、出租、网约车等专用车领域，及居民小区私家车充电服务试点领域。在先期计划建设1632 个新能源汽车充电桩的基础上，