现在电动车痛点：续航里程焦虑和充电时间长焦虑

现在电动车痛点：续航里程焦虑和充电时间长焦虑一、现在电动车的痛点是什么？续航里程焦虑和充电时间长焦虑当前电动车痛点：续航里程焦虑。我们预计特斯拉Model3、ModelY、蔚来ET7、小鹏P5、极氪001、大众I.D6等车型会成为2022年畅销车型，其中特斯拉Model3续航里程468/605km，小鹏P5续航里程600km，大众I.D6续航436-588km，极狐阿尔法S续航525-708km。充电时长焦虑。从畅销车型看，Model3、ModelY快充、慢充时间分别为1h、10h，大众版ID.6快充、慢充时间分别为0.67h、9.5h，充电时间相较于燃油车的体验仍有距离。若使用直流充电桩。在充电时充电桩需要提供与电池相匹配的电压，国标规定直流输出电流最大不超过250A，多数电动车能获得不高于102.5kW的峰值充电功率。假设充30度电，需要约0.5h。高电压平台优势：缩短充电时长。在充电时，充电桩需要提供与电池相匹配的电压。因此当电压确定时，两大方案可缩短充电时长，一是增大电流，二是加大电压。由Q=I²Rt可知，电流过大会导致热损耗加大，要想使整个系统效率更高，可增加电池组电压可降低电流，进而降低损耗。整车运行效率更高。电流不变时，电池电压越高电机的功率越大，电机驱动的效率也越高。高压平台易于实现高功率和大扭矩，更好的加速性能。表：2022年部分畅销车型快充、慢充时长（h)及最大功率(kw)来源：汽车之家、小鹏官网、天风证券研究所二、高电压升压方式充电速度的提升即充电功率的提升，P=UI（P是充电功率、U是充电电压、I是充电电流）。功率越大，充电时间越短，而提升功率有两个方式：1）提高电流2）提升电压。若提高电压，在同等电流水平下，可实现更高功率。提高电流：国标规定直流充电输出电流最大不超过250A，而市面上多数EV的充电电压最高只能达到410V，电动车只能获得不高于102.5kW（410V*250A）的峰值充电功率。采用提高电流提升充电速度的代表是特斯拉。提高电压：提升电压也可以提升充电功率。若电压提升至800V，相对现在400V电压平台车型来说功率可以提升一倍，使充电时间大幅缩减。保时捷于2019年率先推出的800V电压平台Taycan系列，TaycanTurboS车型的充电功率最高能达到350KW，22.5分钟就可以将容量93.4kWh的电池从5%充至80%，提供300公里的续航能力。图：纯电动车高压架构来源：AI汽车制造业、天风证券研究所大功率快充高压系统架构可分为4类：1）纯800V电压平台；2）2个400V电池组组合使用；3）400V电池组+DC/DC转换器升压；4）800V电池组+DC/DC转换器降压以适配其它零部件。四种方案各有优缺点：1）纯800V高压平台优点：整车的续航及动力性能提升、能量转化率高（若采用DC/DC降压会导致转化率变低）。缺点：对电池系统安全性要求高，电驱动、电控、PTC、DC/DC等零部件全部需要升级，成本预计为四种方案中最高。2）400V电池组+DC/DC转换器优势：沿用现有架构，仅仅升级动力电池，不需要零部件适配。劣势：DC/DC降压能量损失，DC/DC增加车的重量（仅合金软磁就增加2kg)。3）全部低压架构即400V电池（充电串联800V，放电并联400V）+400V电机、电控+400VOBC、DC/DC、PDU+400V空调、PTC）优势：便宜，车端除了BMS都不需要改造。劣势：沿用原有400V动力电池，对充电效率提升有限，两个电池不同阻抗和充电条件导致了充电不配合，电池管理系统设计复杂图：电动车高电压升压方式来源：美国能源部、天风证券研究所三、电压平台提升，哪些器件需要升级？随着电动车平台从400V升级至800V，部分器件需要进行升级。元器件：在450V下，Si-IGBT的实际耐压需求接近650V，而当电压提升到800V，Si-IGBT的实际耐压需求将达到1200V，之前适用于400V的Si-IGBT模块将不再适用。同时，继电器、熔断器、薄膜电容也会受到高压的影响，使用寿命会出现下降，需要选择具有更高的耐压值的元器件。软磁合金粉芯：随着充电电压达到800V，需要升压电感进行升压，特别是PHEV车型，须安装升压模块，对软磁合金粉芯使用需求提升。纯电动汽车金属磁粉用量为0.6-0.8kg/辆，混动汽车用量为2-3kg/辆。图：额定电压的提升对继电器电气寿命存在较大挑战来源：NE时代、天风证券研究所电压平台提升对零部件的变化：继电器：产品升级：800V主回路上耐压值提升，未来体积可能越来越小，实现相同性能情况下体积减小，提升产品附加值。目前A级车单车在800元左右，我们预计800V电压平台单车价值量+40%。数量新增：快充桩中可能增加高压直流继电器个数。电容：产品升级：在电控中的电容耐压值提升，材料增加。目前主流车型薄膜电容单个200-300元，我们预计800V平台价格提升20%。未来体积可能越来越小，在实现相同性能情况下体积减小，提升产品附加值。数量新增：在新增的DC-DC模块中，增加电容使用个数（采用电解电容或薄膜电容）。熔断器：产品升级：800V平台下熔体结构发生改变，长度、粗细也增加。目前EV单车约100-130元，我们预计800V电压单车约150-160元，涨幅约22%。数量新增：激励熔断器或加速导入。快充使得充电功率提升，若发生短路，电流冲击加大，增加激励熔断器可提升安全性。电感（合金软磁）数量新增：增加的DC-DC升压模块中，可能采用电感升压，软磁合金需求提升。四、投资建议推荐高电压趋势下新能源弹性增强（ASP提升）+格局好的零部件细分小龙头：【宏发股份】预计22、23年归母净利13.5、16.3亿元，对应PE30、