汽车快充产业链市场分析

汽车快充产业链市场分析1.市场驱动新能源乘用车销量增长，补能效率提升为用户核心诉求1.1.国内新能源乘用车销量由政策推动转向市场驱动中国新能源汽车销量保持高增长，产品驱动接棒政策驱动。据乘联会数据，2023年1-9月中国新能源乘用车累计批发销量590.4万辆，同比增长36.0%，1-9月份国内乘用车累计销量电动化率达33.1%。根据2020年4月发布的《关于完善新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》，2021-2022年新能源车补贴标准分别在上一年基础上退坡20%、30%。2022年底补贴政策完全退出，我国新能源汽车转入消费端需求驱动。1.2.创新扩散理论—快充为30%渗透率后产品主方向功能稳定的实用型产品是吸引早期多数消费群体提高渗透率的重要方向。美国社会学家罗杰斯发表报告《创新与普及》提出创新扩散理论，在解释新事物传播方面将消费者分为五类，创新者、早期接受者、早期多数、晚期多数和落后者，目前国内新能源汽车渗透率继续提升需要打动早期多数消费者。新能源汽车行业五大痛点中安全、续航基本得到解决，充电、成本、残值仍是影响新能源车推广的关键因素。创新者innovator（2.5-3%）：愿意花很多钱和时间主动积极探索尝试新产品，通常为最早期接纳新产品或新观点的人群；早期接受者earlyadopter（13.5-14%）：不如创新者激进，但对新科技新产品心态开放，决策基础在于新产品是否带来利益，并依据自己的情况做出独立判断；早期多数earlymajority（34%）：较保守，通常在看到市场中已有一定人群购买新产品并证明实用性后才会选择购买，他们对产品早期的存在的功能瑕疵容忍度较差；晚期多数latemajority（34%）：更加保守，他们要等到技术标准非常明确建立，生态应用，技术支持，基础设施都成熟后，才会购买新产品；落后者laggards（16%）：消费习惯极端保守，厌恶改变，通常最晚接受新产品。1.3.“快充”助力新能车发展“跨越鸿沟”补能效率制约电动化率快速提升，高速公桩不足，出行高峰充电排队等构成主要痛点。据中国充电联盟发布的《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》用户充电满意度调查数据统计，针对充电过程，11.46%的电动汽车用户对充电网络建设完善性不太满意，其中快充网络覆盖不足、大功率充电设施不足等问题有待提高。针对典型充电场景，仅50.2%用户对高速公路充电持满意态度，26.39%持不满意态度。主要问题集中在充电桩数量、快充桩数量、充电价格等方面。高速服务区非节假日充电桩利用率低，公桩数量不足。据交通运输部数据，截至2023年9月，高速充电停车位共2.99万个，桩量占全国公桩比例约1.2%，平均每个服务区仅5个充电桩，无法满足远程出行需求，节假日“充电潮汐”现象严重；出行高峰充电排队影响用户体验。据《新能源车主充电体验洞察》调查统计数据，6成户用认为充电排队时间较长，49%的用户充电10次遇到4-5次排队；5成用户认为充电时间较长，81%用户期望完善快充充电桩布局改善补能焦虑。“超充”需求逐步提升，大功率充电设施更符合用户使用偏好。据中国充电联盟发布的《2022中国电动汽车用户充电行为白皮书》用户充电行为特征分析，超72%用户倾向选择120kW及以上大功率充电桩，其中180kW以上选择率超过18%，相比2021年同时段提升7%。假设按照60度电电池包测算，180kW对应约3C，180kW以上充电桩建设/用户占比分别为10%/18%。多数用户愿意为超充溢价买单，根据亿欧智库的调查统计，58%的车主愿意为超充节省时间支付10%以内的电费/服务费涨价。2.车端：快充车型售价下沉，800V车型逐渐放量2.1.提升充电电流、提高电压为两大主流快充技术路径根据W=P×t，在充电电量一定的情况下，影响充电时间的主要因素为充电功率。由P=U×I，提升充电电流、提高电压为两种主要提升电动汽车充电功率方式。提升电流路线：主要参与者为特斯拉、极氪等。由于P=I2R，保留其他部件不变，增大电流的快充技术路线受限于大电流产生的热量和热损失，一般极限电流在500A，对应充电功率200kW。特斯拉2019年发布V3充电桩（250kW)，相应特斯拉ModelS/X车型最大电流达到600A左右；国内极氪001车型在400V电压架构下，最大充电电流也可达600A，峰值功率为223kW。相较400V到800V车端升级变化较大，400V平台进行功率升级主要通过提升电缆横截面积，实现方式较为简单。提升电压路线：长期看，若想实现5-10min快充，需要400kW以上充电功率，对应电压平台要提升到800V以上。高电压平台优点：1）提升充电效率；2）减少热量损失，降低热失控风险；3）动力性能强劲，电机逆变器功率密度提升，电机扭矩/功率更大；4）能量利用率提升，车辆能耗降低，高速续航达成率增加。800V高压架构，峰值充电功率维持时间更长。埃安6C超级快充技术能在35%~80%SOC区间维持450+kW充电功率；特斯拉大电流V3快充桩仅在5%-27%SOC区间维持250kW峰值充电功率，其他区间充电功率下降较快。2.2.车企端，800V高压快充蔚然成风高压快充蔚然成风，保时捷Taycan最早推出800V高压平台，国内主流厂商纷纷跟进。2021年8月，广汽埃安对外发布超倍速电池技术，首搭车型AionV车型提供3C、6C两个版本，其中3C快充电池系统，0-80%电量充电时间16分钟，6C超级快充电池系统，最大电压900V，最大充电电流大于500A，0-80%电量充电时间仅需8分钟。搭载华为AI闪充高压平台的极狐阿尔法SHi版和阿维塔11分别于2022年5月、8月上市，配套宁德时代三元电池。极狐阿尔法SHi版充电功率最高可达187kW，15min电量从30%充电至80%，支持200-1000V直流快充桩。阿维塔11最大充电功率240kW，电量从30%充至80%仅需15min。小鹏率先量产800V高压SiC平台车型G9，可实现超充5分钟，补能200km，最大充电电流超过600A，电驱效率高达95%以上。2023年下半年上市车型合创V09、极氪CS1E、阿维塔12、问界M9、理想MEGA，以及比亚迪e平台3.0、通用奥特能平台、吉利SEA浩瀚平台，奔驰MMA、现代E-GMP、小鹏扶摇架构等平台架构均支持800V高压技术。整车高压电气系统在550-930V电压范围的统称800V系统，最大化利用现有公用直流充电桩平台。截至2023年5月，根据中汽研“中国充电工况”项目实采数据库，现有公用直流电压平台1000V（含少量950V)、750V、500V占比分别为25.36%/62.61%/12.03%。现阶段国内自主品牌通常将电池包充电截至电压降至750V以下，以适配大部分750V、1000V充电桩平台，从而实现面对主流750V桩尽量避免采用升压充电回路，以免受回路功率上限影响，无法充分利用充电桩最高功率。例如小鹏G6、G9动力电池系统额定电压分别为551V/617V，在不采用升压充电的方案下，最大化利用750V/1000V的满额充电功率。针对公用直流电压平台占比12%的500V充电桩，车企厂商或采用升压充电方案，或战略性放弃对老旧桩的充电兼容性。行业发展初期为满足用户充电需求，部分800V高压平台车型采用升压充电方案对500V充电桩进行兼容。主流升压充电方案包含复用电驱boost电路升压和额外增加DC/DC升压模块两种路线。复用电驱boost电路升压方案，通过电驱系统升压来兼容500V直流充电桩，阵营有现代E-GMP平台和BYD的E3.0平台（腾势、元Plus、海豚、海豹等），价格更加友好。从比亚迪汉充配电原理可以看出，直流充电经过了电机总成然后进入动力电池。该设计优点在于三相IGBT、续流二极管和电机绕组都可以并联在一起使用，功率较高，不需要额外的散热回路和安装空间；新增DC/DC升压模块兼容500V直流桩为另一种升压充电方案，早期Taycan为解决充电桩兼容问题，在高压架构设计时，直流充电存在两路充电回路，一路直接连接800V动力电池，在其专用高压充电桩下使用，最大功率270kW；另一路连接400V转800V的直流车载充电机，当使用普通充电桩时，最高充电功率不超过150kW。2.3.800V高压平台向B级车渗透，大功率快充车型逐渐放量购车成本偏高，大功率直流桩数量偏少制约部分800V平台快充车型过往销量。我们认为比亚迪800V平台车型对单枪充电功率需求大多在200kW以下，销量不受大功率直流桩建设情况束缚，因此主要对非比亚迪车型销量进行了统计，以分析800V快充车型销量跟大功率直流桩的关联情况。例如比亚迪腾势D9、腾势N7拥有双枪充电功能，单枪充电最大功率150kW，双枪最大充电功率230kW。比亚迪E3.0平台车型快充充电功率相对偏小，如海豹长续航版和四驱性能版直流快充功率为150kW。其他800V平台快充车型采用单枪充电，快充功率上限超过200kW（GB/T20234—2015定义最大充电电流等级为250A，采用老国标的普通充电桩不满足充电功率要求），对大功率直流桩布局有较大依赖性。海外800V平台车型销量主要由大众集团保时捷Taycan、奥迪e-tronGT，现代起亚汽车集团ioniq6、ioniq5、GenesisGV60、GenesisGV70，以及Lucid集团Air系列贡献，根据Marklines数据，2022年和2023年1-9月份以上车型销量合计分别为21.5/19.3万辆。根据国内终端零售数据，2023年1-9月800V车型（不含比亚迪）销量达6.3万辆，其中9月份销量1.48万辆，800V车型放量显著。快充车型售价下沉至20万元+，小鹏G6接力G9成为主力800V快充车型。小鹏G6官方指导价20.99-27.69万/辆，作为800V架构车型价格极具竞争力，2023年9月小鹏G6终端零售销量达8079辆，贡献当月800V车型主要销量（不含比亚迪）。据乘联社数据，我国乘用车、新能源乘用车价格带在16万以上车型销量占比分别为40.5%/44%，其中25万元以上占比约18.4%/22.9%。展望近期上市/待上市800V平台车型，其中极氪CS1E、昊铂HT、蔚来阿尔卑斯有望凭借800V快充车型入门级价格（20万元起步）成为走量车型。通过下沉800V快充车型售价，800V快充平台有望在B级车和C级及以上车型同时放量。2.4.800V高压架构短期成本提升，看好相关环节受益为满足电气电压提升带来的对耐压、绝缘等可靠性需求，电池包、电驱动、直流快充、交流快充、高压部件等均需提升至高压等级。充配电系统：OBC输出保险、DC/DC保险、PTC保险、空调保险和端子插头，电压等级从450V提升到950V或更高电压；DC/DC变换模块功率开关管由750V提升到1500V或更高电压，传统的硅基IGBT器件已无法满足，需要采用1500V及以上的SiC器件替代；OBC输出功率管被1500V以上的SiC器件替代；充配电系统使用的功率线缆和端子不受电压升高影响，接触器因电压升高而尺寸变大；电驱部分：电驱功率模组由750V低压模组替换为1500V以上SiC高压模组，驱动芯片耐压等级同步提升；母线电容电压等级由500V提升到1200V以上；电池系统：由于电压升高，串联节数增加，并联节数减少；热管理系统：空调压缩机驱动工作电压升高，相应驱动模块功率器件电压等级增加；PTC电压等级升高到950V以上。相较传统电压平台，高压平台在电芯、电池包管理、电路绝缘、故障下的功能安全、电磁兼容性能等方面存在差距。电芯管理方面，车端BMS（电池管理系统）主芯片、采样芯片和高低压电路之间的通信隔离芯片等元器件、连接件需要重新选型；电池包热管理方面，电池包设计上，可以应用隔热性能更高的隔热材料，例如陶瓷隔热垫、云母板，进行热扩散防护；在铜排金属零件表面粘贴绝缘材料（例如陶瓷复合带、云母纸）来防止高压打火，以此来提高电池包热扩散防护能力；电路绝缘方面，高压拉弧：在开关进行通、断时，对熔断器、继电器等提出了更高要求；爬电距离：通过增大零件之间的电气间隙和爬电距离，开发并应用绝缘性能更高的材料，增加绝缘耐压防护设计来提高电池包的绝缘耐压等级；故障下的功能安全方面：行业通过设置电机放电回路和电阻放电回路，实现双回路冗余主动放电，能够实现漏电场景下2s内极速下电，放电至安全电压60V；电磁兼容方面：3D立体滤波方案，对原有磁环滤波方案优化，并通过对磁芯结构的改良和新磁材的开发应用，以及差模/共模的一体化设计，实现同体积滤波性能提升4倍。软硬结合降噪，通过电路共模回流、PCB平衡降噪以及自优化软件算法降噪，全方位提升产品可靠性。假如800V高压平台车型车载部件全部采用800V，短期面临成本压力。800V高压架构平台相较传统400V平台成本增加约6500元，主要涉及电池包、电机电控功率模块部分。如果另外考虑部分800V高压平台车型为满足用户充电需求，例如Taycan增加升压充电器（150kW）对500V充电桩进行匹配兼容，还需额外增加3000-4000元成本。3.桩端：车企主导超充桩建设，柔性充电助力终端液冷迭代3.1.大功率直流桩数量限制快充车型起量国内充电基础设施与新能源汽车销量快速增长。据中国充电联盟统计，截止2023年9月充电桩运营数量达764.2万台，YOY+70.3%，其中私人充电桩518万台，YOY+81.6%；公共充电桩246.2万台，YOY+50.5%。其中2023年1-9月份，充电基础设施增量为243.2万台，其中公共充电桩66.4万台，YOY+35.8%；随车配建私人充电桩176.8万台，YOY+27.9%。同时期，新能源汽车销量627.8万辆，YOY+37.5%，桩车增量比为1:2.6。据中国充电联盟统计，截止2023年9月公共充电桩中，直流充电桩106.1万台，占比42.3%；交流充电桩140.0万台，占比57.7%，占比相对稳定。交流充电桩可分为单相（7kW为主）和三相（40kW为主）；直流充电桩充电功率普遍大于60kW。2022年全球各地区直流桩份额和密度维持增长态势，中国公共充电桩及直流充电桩供给相对充足，中国直流桩占比处于领先地位。2022年下半年中国直流充电桩车桩比为16.7，同期欧洲、美洲直流充电桩车桩比分别为120.2、66.6。2022年下半年中国公共补能基础设施中直流充电份额为42.3%，优于全球21.5%水平；每百公里道路直流充电桩个数14.4，大幅领先全球2.7个平均水平。充电基础设施持续升级，大功率化趋势逐步显现，1000V平台已成新建直流桩增长主力。国内公用充电桩建设情况按照功率分类，其中60kW以下占比约27%，60-120kW占比16%，120-150kW为主要充电桩功率集中段，占比34%，150-270kW以上占比20%，270kW以上占比2%。根据国家电网公开招标采购情况，80kW和160kW为最主要的直流快充桩功率，其中2022年160kW快充桩占比提升至57%，另外240kW和480kW快充桩也略有提升。截至2023年5月，根据中汽研“中国充电工况”项目实采数据库（针对我国代表性城市及高速沿线充电站开展现场信息采集，已收录万座公用充电站、十余万台公用充电桩，其中公用直流桩近十万台），现有公用直流电压平台1000V（含少量950V)、750V、500V占比分别为25.36%/62.61%/12.03%。根据“中国充电工况”项目充电桩铭牌显示生产日期统计分析，2017年750V电压平台大量生产，占比快速提升至45.07%；2022年1000V电压平台直流桩成为新建主力，占比达到52.56%。截至目前我们认为高功率直流桩数量占比依旧偏低，我们预期理想状态下800V架构车桩比（按照360kW充电桩测算)为6：1。根据极氪汽车手机app数据，数据库接入直流充电站约3.85万座（根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟统计，截至2023年9月，主要公共充电桩运营商充电站数量约14.7万座），其中建有>=120kW充电桩电站约2.3万座，建有>=360kW充电桩电站约0.14万座，占比较低，不到4%；《关于组织开展公共领域车辆全面电动化先行区试点工作的通知》文件明确要在全国范围内启动公共领域车辆全面电动化先行区试点工作，试点期为2023年至2025年，试点城市新增公共充电桩(标准桩)与公共领域新能源汽车推广数量(标准车)比例力争达到1：1，其中充电桩折算方法为充电桩总功率/60kW。截至2023年9月，我们统计800V平台架构车型保有量（不含比亚迪车型）约10万辆，假设公共充电桩电站中建有360kW以上（含360kW）充电桩电站占比4%，对应360kW以上充电桩不少于0.59万跟，对应车桩比约17:1。B+级车型有望率先完成800V高压平台切换，A级车型有望2025年开始4C快充渗透。基于目前部分车企大功率直流桩规划建设节奏，我们预计2023-2025年车企运营360+kW快充桩保有量为0.6/2.6/8万台，假设800V平台车型在快充行业发展前期的车桩比为20：1。另外我们假设2023-2025年桩企运营商360+kW快充桩保有量分别为0.6/2/16.9万台，由于运营商360+kW快充桩多由原充电站升级改造而成（增加液冷枪线终端），在电站容量上限调整、功率模块数量增加有限的情况下，360+kW快充桩功率可能无法完全发挥，我们假设车桩比为6:1。基于以上假设，我们预计2023-2025年800V高压平台新增销量为11/49/197.4万辆（不含比亚迪），占B+级纯电车型销量分别为5.6%/21.0%/72.9%，到2026年B+级纯电车型基本全部采用800V高压平台。3.2.车企配套800V高压快充车型充电服务，自建快充、超充趋势明晰短期车企主导大功率超充桩建设，中远期柔性充电堆有望通过终端液冷迭代实现大功率充电桩升级。我们认为短期由于桩企运营商对投资回报率具有一定要求，车企有望担当大功率直流快充桩建造主力军，虽然当前运营商对大功率液冷快充兴趣偏低，倘若远期超充桩成为主流，车企资产有望顺利打包给运营商或第三方平台。中远期看，在柔性充电技术下，仅需要对充电终端更换液冷枪线和扩展功率池容量，我们认为固定资产投资额相对较少，其中液冷充电枪线价格不超过1万元/套。随着800V平台车型销量进一步增加，充电设备使用效率提升，运营商配套意愿有望增强。极氪汽车超快充站自建进度领先，2024年目标实现全球首个“超快充”千站布局。公司规划2023年底，预计将累计落成超450座极充站，2024年计划保持“一天一站”的速度，实现800V体系下全球首个超快充千站布局。公司发布三代液冷极充桩，一代液冷极充桩单枪输出功率最高可达360kW；二代液冷极充桩单枪输出功率最高可达600kW，最大输出电流650A；三代液冷极充桩于2023年9月推出，单枪最高功率800kW，最大电压1000V，最大输出电量800A。极充装建设进度：2021年4月全球首发第一代液冷极充桩；2022年12月，113城自建607站，其中已在全国铺设极充站突破200站；2023年5月，2年120+城自建700站，其中已在全国铺设极充站近300站；2023年7月7日，自建的充电站覆盖近130城市/750余站，其中320+座为极充站；2023年8月31日极充站点数量达到348座；2023年10月底，极充站建成380站，自建超快充桩2177跟。小鹏汽车为800V平台车型用户持续配套建设大功率充电桩，推出自营超充桩升级改造计划，加快超快充电站覆盖。公司目标2023年内在重点城市+核心高速公路建成500座S4超快充电站；到2025年，继续建设超过3000座小鹏超充站，超过10000根超充桩，2027年底建成5000座。公司每个超快充电站平均4-5根超充桩，单桩最大功率可达360/480kW，最大电流达到670A。S4超快充站建设进展情况：2022年8月份推出S4超快充电站；2022年9月，已建成7座超快充电站（北京、上海、广州、深圳、武汉）；2023年推出S4超快充升级计划，Q1完成160座自营超充站升级改造，累计上线186座S4超快充电站，覆盖91个城市；2023年9月19日，已布局234个S4超快充站，完成超快充站点全国100城覆盖；2023年10月底，超快充桩保有量360跟。蔚来汽车充换一体站换电、超充两种路线同步配套布局，共享电站变压器容量。公司2023年开始部署第三代换电站和500kW超快充，计划2023年在中国累计建成换电站超1700座，充电桩超20000根。其中蔚来超充桩（180kW/250A），电量从20%-80%充电仅需半小时；500kW超快充桩（500kW/660A）拥有自研液冷枪线技术，电量从10%-80%充电最快仅需20分钟（400V车型最快充电时长），800V车型最快仅需12分钟。充电桩建设进展情况：2023年4月，首批500kW超快充站正式上线，共计15座，其中12座位于北京、无锡、深圳、海口等城市，还有三座位于高速服务区；2023年7月30日，全国累计已建成1609座换电站和16954根充电桩，新推出的500kW超快充桩已安装488根；2023年8月20日，累计建成换电站1664座，超充站1598座/7771根。2023年10月底，500kW超快充桩已安装818跟。广汽埃安首先推出480kW超级充电桩，搭载巨湾技研超倍速电池技术车型可实现6C充电。到2025年，广汽埃安将会在全国300个城市建设2000座超充站，渗透至地级市，实现全覆盖，并打通广州至北京、上海、云贵等省际出行线路。公司A480超充桩最大功率提升至480千瓦，峰值功率可达1000V/600A，理论上可实现8分钟充电60度。充电桩建设进展情况：2021年8月，发布A480超级充电桩；2022年3月，在广州建成全球首个480kW大功率智能超充站；2023年4月，已建设运营超400个充电站，2500个充电桩；2023年11月，“埃安app”接入自营78个含超快充桩电站数据，超快充桩近500跟。理想汽车发力纯电车型，提前布局超充网络。公司计划2023年完成超过300个高速超充站的建设，主要覆盖长三角、大湾区、京津冀和成渝四大经济带，到2025年超充站建设完成超过3000座，覆盖超过90%的高速路里程和主要城市。其中公司高速超充站全部采用自建自营；在城市里会选择代理商模式加速城市布局。产品方面，充电峰值功率500kW以上，实现充电12分钟续航500公里。目前超级充电站每站配备4个充电桩，包含3个250kw2C快充桩和1个500kW5C超充桩；未来随着公司800V平台车型保有量提升，充电站会升级为2+2或更多超充桩布局。公司充电桩建设进展情况：2023年4月，试运行；2023年7月，已经在全国运营37座理想5C超级充电站。覆盖城市：北京市、保定市、唐山市、济南市、新乡市、泰州市、滁州市、杭州市、汕尾市、东莞市、秦皇岛市等；2023年10月，超快充桩保有量123跟；2023年11月，5C超充站投入使用119座，覆盖11省35个城市。特斯拉逐步普及V4超级充电站，以满足cybertruck等高电压平台大型汽车充电需求。公司2023年3月在荷兰Harderwijk开设V4超级充电站，计划1年后普及V4超充桩，并在美国亚利桑那州建设超级充电站。公司上一代V3充电桩最大功率250kW，能够15min补充250公里，其采用了液冷枪线，3个充电桩共享一个充电机。新一代V4充电桩最大功率350kW（额定电压1000V/额定电流615A），5min补充168公里续航，适配cybertruck1000V超高压架构车型。公司充电桩建设进展情况：2012年，V1充电桩上市投入市场，最大功率90kW；2014年，V2充电桩进入中国市场，最大功率120kW，2019年5月，提升至145kW；2019年，V3充电桩上市，最大功率250kW；2023年3月，在荷兰的Harderwijk开设V4超级充电站；2023年4月，国内建成1600多个超级充电站，1万多个超级充电桩；2023年8月，全球建成超级充电桩4.8万跟。华为数字能源打造新一代全液冷超充架构方案，以自持+合作模式同步推广。公司发挥数字技术与电力电子技术两大领域的优势，深度赋能产业合作伙伴，聚焦高速服务区、城市公共、园区光储充三大场景。新一代全液冷超充架构，终端最大输出功率600kW，最大电流600A；200-1000V充电范围匹配所有车型，一次充电成功率高达99%。公司计划2023年在全国100个城市建设全液冷超充站。公司充电桩建设进展情况：2023年4月，发布新一代全液冷超充架构的充电网络解决方案；2023年9月，华为数字能源已与合作伙伴在深圳、北京、上海、成都、南京等全国50多个城市、20多条高速沿线，部署了约200多个全液冷超快充样板站；2023年9月，华为数字能源在天全、折多山、卡子拉山、理塘、桑堆等318超充绿廊沿线成功部署华为全液冷超充站；2023年10月，318超充绿廊沿线天全、理塘、桑堆站上线运营。与传统方案相比，华为新一代全液冷超充方案，充电生命周期度电成本大幅下降。设备可靠性高，使用寿命长。华为新一代全液冷超充架构支持超快一体的终端配置，可服务当前和未来的各种新能源车型，和传统风冷主机对比，设计使用寿命由3-5年延长至15年以上，全封闭设计也无需定期人工除尘，实现“0”维护；充电生命周期度电成本“C-LCOE”大幅下降。华为全液冷超充解决方案基于充电度电成本“C-LCOE”评测高速和城市公共场站投资收益，要优于传统方案60%以上。通过功率智能调度，多充电30%；融合光储，一次投资，长期收益，运营成本（OPEX）降低46%，通过“一个架构、两个协同、三个极致”实现十年IRR提升66.7%。据测算在10年运营周期维度，华为全液冷超充方案、一体桩和风冷堆整站度电成本分别为0.34/0.52/0.46元/Wh；20年运营周期维度成本优势更加凸显，对应整站度电成本分别为0.23/0.41/0.35元/Wh。3.3.看好柔性充电技术前景，柔性充电助力终端液冷迭代柔性充电堆有望成为未来直流大功率充电桩主流形态。柔性充电堆通过动态调节充电功率，立足于保有车辆的充电需求、并兼容未来超充车型充电需求，将成为未来直流大功率充电桩主流形态。公共充电基础设施运营商中特来电直流充电桩数量最多，全部采用“群管群控、模块结构”的充电网路线，绿能慧拥有领先充星环功率分配策略。柔性充电兼容大功率充电终端，模块化设计可进行高压扩容，便利桩企未来向大功率充电终端迭代升级。柔性充电优点：综合减少投资、节约占地；提升设备利用率，群充系统主要由主机柜和多个终端组成，可实现跨终端能量调度，功率分配更灵活；拥有向前兼容性设计，兼容大功率充电终端，面对未来充电功率不断升级，基于功率共享，场站现有功率部分保持不变，仅更换大功率终端即可实现充电功率升级，大幅延长产品使用周期；充电场站设备模块化设计，预留标准接口，可根据场站需求进行高压扩容或模块增容，降低产品全生命周期再投入成本。3.4.大功率充电标准顺利推进2015充电国标升级版和Chaoji充电标准同步修订。2015版国标GB/T20234—2015面临充电接口机械强度不够，存在安全隐患，不支持大功率快充，不能与全球充电标准协同等问题。老国标定义最大充电电流等级为250A，最大充电功率不超过200kW，一定程度限制大功率直流桩普及。针对标准编制修订工作，中国汽车技术研究中心牵头编制2015充电国标升级版（简称“2015+”），优点在于与现有2015国标兼容，连接器物理尺寸类似，缺点则为机械结构依然不符合IPXXB，进入不了国际充电标准。Chaoji标准另起炉灶，是基于当前国际主流直流充电方案，全新研制、全面实现前后兼容、具备统一全球接口潜力的下一代电动汽车直流充电接口系统，由中国电力企业联合会牵头起草。虽然技术层面优于2015+，但是由于跟老充电桩的兼容问题，推广成本较高。ChaoJi充电技术路线率先获批，大功率充电标准持续完善。2023年9月，国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）批准发布下一代传导充电国家标准，标志着ChaoJi充电技术路线获得国家批准。ChaoJi充电系统的电缆组件采用液冷方式，并增加温度监控系统，最大充电功率可提升到900kW，将最高充电电流从当下250A提升至500（600）A（液冷），最高充电电压从950V提升至1000V（1500V）。另外，2015+标准也有望于2024年批准发布。基于Chaoji充电技术路线的国家标准陆续实施：GB/T18487.1—2023《电动汽车传导充电系统第1部分：通用要求》2024年4月1日实施。GB/T27930—2023《非车载传导式充电机与电动汽车之间的数字通信协议》2024年4月1日实施。GB/T20234.1—2023《电动汽车传导充电用连接装置第1部分：通用要求》2023年9月7日实施。GB/T20234.3—2023《电动汽车传导充电用连接装置第3部分：直流充电接口》2023年9月7日实施。GB/T20234.4—2023《电动汽车传导充电用连接装置第4部分：大功率直流充电接口》2024年4月1日实施。3.5.液冷充电枪受益大功率直流充电桩建设，渗透率有望提升液冷是解决大功率充电的优异方案。国内和欧洲标准直流充电枪连接的电缆主要有35平方毫米软体导线和50平方毫米软体导线，分别可承载125A及160A电流，若将充电功率提升至240kW360kW，在充电电压400V-800V条件下，需要承载的电流为300A-600A，使用目前线径电缆会出现温度过高损害充电装置的电子元件导致无法工作的问题，严重时会产生起火事故；加大线缆线径理论可行，但实际中因为加大软体导线截面，会导致体积过大而不符合人体工程。现有《电动汽车传导充电用连接装置》（GB/T20234—2015）定义的最大充电电流等级为250A，主要原因在于超过250A后更大的截面积的导体重量无法在实际操作中应用。液冷是一种解决此问题的优异方案，通过对线缆的软体导线和欧标直流充电枪插孔式液冷段子通入循环流动的冷却液，软体导线和插孔式液冷端子在充电过程中产生的热即可由循环流动的冷却液带走，同时线缆的体积较干式电缆不会增大，可以满足人体工程的要求。4.电池端：平价替换将至，大众享科技平权4.1.宁德时代发布快充产品，有望全民步入超充时代宁德时代发布4C磷酸铁锂快充电池，致力于加量不加价，对现有磷酸铁锂电池体系进行平替。2023年8月宁德时代发布神行超充电池，补能速率方面，能够实现4C快充，10min补能400公里，电量从20%充至80%；在提高补能速率的基础上，续航里程保持700公里以上；低温性能方面，在系统平台采用电芯温控技术，低温环节快速加热到最佳工作温度区间，在-10℃低温环境下实现30min充至80%；低温亏电状态下零百加速不衰减；安全性方面：采用改良电解液，高安全涂层隔膜，智能算法对全局温场管控；结构方面：在CTP3.0基础上，提出一体成组技术，实现高集成性、高成组效率。售价方面：神行电池相较传统磷酸铁锂电池成本几乎没有增加，基本加量不加价。神行超充电池将磷酸铁锂电池短板进一步补齐，通过下沉大众市场，开启全民超充时代。磷酸铁锂电池相比三元电池在循环寿命、安全性、经济性方面占优，满足消费者需求。但理论上三元材料具备二维锂离子脱嵌通道，锂离子可以快速脱嵌；磷酸铁锂因一维脱嵌通道结构，锂离子迁移速率较慢，提升快充性能难度较大。电池层面，磷酸铁锂电池在低温性能、能量密度、快充性能存在劣势，主要用于中低端动力电池和储能（长循环）产品。宁德时代从材料选型、结构设计出发将磷酸铁锂电池快充性能提升到当前三元水平，满足普通消费者快充需求。4.2.龙头公司发布4C铁锂快充产品，加快产业链配套进程从电池厂产品布局看，4C+倍率成为主流路线，宁德时代推出4C磷酸铁锂神行超充电池，行业三元材料电池向6C+倍率挺进。宁德时代、中创新航、蜂巢能源、亿纬锂能、欣旺达、孚能科技、巨湾技研等主流电池企业均推出过3C及以上快充电池。其中宁德时代4C麒麟电池已搭载极氪001、极氪009以及新款哪吒S，中创新航4C方型电池搭载小鹏G9、G6，巨湾技研3C快充电池已搭载广汽埃安AIONVPlus70。近期即将上市的理想MEGA将搭载宁德5C麒麟电池，搭载孚能科技3C快充电池的广汽埃安昊铂GT也将于2023年11月上市。行业早期部分快充电芯牺牲部分能量密度来提升快充性能，引起电池包成本增加。以AIONV为例，同样是三元材料电池，巨湾技研快充版电池能量密度相比孚能科技从166Wh/kg降至140或130Wh/kg，降幅明显。快充电池结构设计导致辅料用量增加、能量密度下降、电池Wh成本提升，我们预计对应单车电池成本提升对应约2000-3000元/辆。宁德时代通过材料体系、系统结构全方面升级迭代，稳定Wh成本和体积能量密度，实现快充与续航的平衡，达到加量不加价。正极方面，采用超电子网技术；负极方面，采用石墨快离子环技术，增加锂离子嵌入通道，缩短嵌入距离；电解液方面，采用超高导电解液配方，降低电解液粘度，增强锂离子脱溶剂化能力；形成超薄SEI膜，有效降低阻力；隔膜方面，采用高孔隙率隔离膜；结构方面，在CTP3.0结构基础上，提出一体成组技术，最大化发挥整包空间利用率。另外我们预计公司采用了多层涂覆技术，大幅提升载流子传输和电化学反应速度，有效避免超充析锂，实现电芯在高能密、长寿命、低成本条件下的极快充电。电池企业在快充领域加快布局，有望推动快充电池市场化进程，以及产业链相关环节放量。宁德时代神行超充电池、蜂巢的龙鳞甲电池预计年底量产，亿纬锂能4695大圆柱于2023年三季度量产交付。4.3.快充电池迭代升级，负极材料、导电剂、电解液变化显著快充过程易在负极表面形成析锂，负极材料迭代为快充主要决定因素。研究表明，正极衰减和正极CEI膜的增长对传统锂离子系统的快充速度影响较小。但是在负极方面，锂金属可能会持续析出锂枝晶，并刺穿隔膜形成内短路。影响锂沉积和沉积结构的因素包括锂离子在负极的扩散速率，负极界面处的电解液浓度梯度，集流体的金属盐沉积和电极/电解质界面的副反应。因此需要降低负极内阻，另外薄电极也可以避免快充过程中，锂盐在集流体处沉积。提升负极材料倍率性能比较成熟的技术包含二次造粒和包覆技术。造粒/二次造粒：由于石墨是层状排布的二维结构材料，锂离子在垂直于石墨片层方向的迁移和扩散系数低于边缘平面。通过造粒、二次造粒改变石墨本身的形貌以优化锂离子在负极的扩散效率是比较主流的方法，粒径大的石墨比表面积小，因而较少与电解液形成副反应，但是大粒径石墨对于锂离子嵌入的活性位点和扩散通道较少，倍率性能较差。造粒可以影响石墨颗粒的大小、分布和形貌，对石墨的粒径水平和粒径分布进行合理的设计，是获得高性能石墨负极材料的关键，二次造粒可增加负极材料的各向同性,从而改善电池的首次库伦效率和倍率性能。小颗粒石油焦、针状焦通过二次造粒得到较大粒度产品，既能够提高材料保液性能，又可以缩短锂离子的扩散路径，提高材料的高低温性能和循环性能。包覆/碳化：是在石墨负极材料表面包覆一层均匀的无定形碳材料，形成类“核/壳”结构。无定形碳材料的碳层间距更大，锂离子迁移速率更快，通过提供缓冲层，可有效避免在负极材料表明形成锂枝晶，同时避免溶剂分子共嵌入对石墨结构的破坏，改善负极材料的倍率性能。4C铁锂快充电池普及大众市场，高倍率、高能量密度、高克容量且低成本的负极材料成为胜负手。数码3C类产品快充渗透率较高，大多配套高端针状焦制备的高倍率高端负极材料，由于工序成本较高、价格贵，高端针状焦供给也不够充足，3C消费电池用高倍率高端负极材料不能满足现有新能源汽车快充迭代需求，因此将快充负极材料的高端针状焦替换为普通石油焦，并开发低成本的高倍率、高能量密度、高克容量负极材料成为快充电池降本的关键一环。负极是影响电池倍率性能的关键材料，快充负极材料增加了负极包覆材料的用量。通常人造石墨在造粒和表面改性两步加入负极包覆材料进行造粒以及改性。对于快充负极材料，会在打散混合步骤再次加入负极包覆材料并额外进一步炭化，然后进入筛分步骤，对负极包覆材料的需求量也相对更多。神行超充电池对导电剂碳黑提出了更高的要求。神行超充电池在保证快充性能的前提下，对电池能量密度有较高要求，一方面避免电池成本过高，另外设计较高的电池体积能量密度以满足消费者长续航基本需求，因此对碳黑导电剂的压实密度也有较高要求。根据海外导电炭黑龙头卡博特的产品说明书，相比传统导电碳黑，新一代炭黑产品倍率性能、低温性能更优，能量密度更高，好分散、易加工，需求更低的添加量，从而能够降低电池成本。新一代产品比传统产品更容易压缩，因而电极更容易辊压，粘结力更好、粘结剂使用量更少，电池能量密度更高。快充电池需要解决快充导致的机械粉化等老化现象，我们预计对碳纳米管需求有一定拉动。根据尺度，机械衰减可分为电极颗粒内部的破裂、电极颗粒与导电炭和粘结剂的分离、活性材料与集流体的分离、电极分层。我们认为通过增加碳纳米管的使用量，可以形成良好的导电网络，降低电池极化，对电池快充性能有所改善。电解液影响负极结构稳定性及SEI膜等结构，调节电解液体系是提高电池快充性能的有效策略。在低浓电解液中，锂离子被大量溶剂溶解，形成锂离子溶剂化鞘层，在锂离子嵌入负极时易形成溶剂分子共嵌入，石墨层间微弱的范德华力难以在溶剂分子共嵌入后维持石墨片层结构；同时电解液中的添加剂和锂盐同锂离子形成SEI膜，不同的添加剂及锂盐体系影响SEI膜的成膜，从而影响电池的循环寿命和倍率性能，因此调节电解液是提高电池快充性能的有效策略。溶剂和锂盐选择对快充性能影响较大。溶剂的选择是影响去溶剂化动力学速率的关键因素，Okoshi等计算了锂、钠、钾和镁等离子在27种不同溶剂中的去溶剂化能垒，发现锂离子在不同溶剂中的去溶剂化势垒磷酸三甲酯和二腈最高；在锂盐选择中，含双氟磺酰亚胺锂盐(LiFSI)的电解液具有比含其他锂盐电解液更高的电导率，在LiPF6基电解液中添加少量双草酸硼酸锂(LiBOB)，可以建立更为稳定的SEI膜，研究为产业化配方提供了重要参考。添加剂体系中适当含量FEC有助于负极成膜。Son等对比了氟代乙酸酯(FEC)和碳酸亚乙烯酯(VC)添加剂对全电池体系中石墨负极大电流充放电时析锂情况的影响，发现适当含量FEC的加入有助于在石墨阳极上形成理想的SEI膜，从而有助与提升石墨的快充性能。5.“快充”时代产业链变革，受益环节标的5.1.宁德时代：发布磷酸铁锂神行超充电池，助力“快充”科技平权公司是全球领先的动力电池系统提供商，专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售。根据SNEResearch数据，公司2023年1-9月份全球动力电池装机178.9GWh，同比增长52.1%，全球市场份额占比达36.8%。根据动力联盟数据，公司2023年1-9月份国内动力电池装机量达109.3GWh，占比达42.75%。据EVTank数据，公司2023年上半年在全球储能电池出货量市场份额为30.9%。神行超充电池年底量产，惠及终端大众市场。公司2022年6月发布CTP3.0麒麟电池，支持5min快速热启动及10min从10%-80%SOC，具备4C快充能力，2023年底5C麒麟电池装车理想MEGA，2023年8月发布全球首款磷酸铁锂4C超充电池，实现“充电10分钟，续航400公里”，公司预计年底量产，明年一季度搭载神行超充电池车型上市。神行超充电池有望实现加量不加价，主要面向大众市场，对现有磷酸铁锂电池实现平替。目前神行超充电池有望落地哪吒汽车、奇瑞汽车星途星纪元、北汽新能源极狐、集度汽车极越、岚图汽车等。5.2.中科电气：快充负极技术优异，快充产品陆续放量锂电负极后起之秀，负极材料业务贡献主要增量，传统主业为磁电行业，行业发展相对稳定。2017年2月公司收购星城石墨99.99%股权，布局锂电负极材料，同年11月收购贵州格瑞特新材料有限公司100%股权，公司快速成为行业新星。据鑫椤资讯数据，2023年上半年全球负极材料企业出货量为74.8万吨，其中公司负极材料出货6.03万吨，在主流负极企业中市占率排名第6位。目前公司石墨负极材料产能20.7万吨，云南曲靖基地项目一期预计明年初逐步投产，公司产能有望达26万吨。公司客户包含比亚迪、宁德时代、中创新航、亿纬锂能、瑞浦兰钧、蜂巢能源、SKOn、LGES、ATL等国内外知名锂电池厂商。我们认为高压实、高容量、低成本的负极材料有望受益神行电池放量。截至2022年底，公司在研项目“汽车锂离子电池用快充型高能量密度负极材料的研发及产业化”处于中试阶段，产品克容量≥355mAh/g，压实密度≥1.65g/cm3，充电倍率≥2C，循环寿命≥4000周，定位高性能动力电池项目。另外“快充型高能量密度动力电池（负极）的创新研发及应用”处于小试阶段，产品克容量≥355mAh/g，压实密度≥1.60g/cm3，充电倍率≥3C，定位高能量密度快充动力电池项目。5.3.尚太科技：成本优势显著，产品结构持续优化公司设立于2008年，从人造石墨负极材料石墨化加工领域起家，2017年转型为负极材料供应商进入锂离子电池行业赛道并快速发展。公司在负极材料制备方法、设备工艺端理解深刻，成本优势显著，叠加下游新能源汽车销量增长，公司锂离子电池负极材料产品销售量快速上升，2022年出货10.72万吨，2023H1出货5.22万吨。公司下游客户包括宁德时代、宁德新能源、国轩高科、雄韬股份、蜂巢能源、万向一二三、欣旺达、远景动力、瑞浦兰钧、中兴派能等，其中2018年开始给宁德时代批量供货负极材料。公司成本优势来自：1）石墨化工序自供率位居行业前列；2）独有工艺如焙烧工序使石墨化工序具备高生产效率；3）布局山西等电力资源丰富的基地，获得突出电价优势。截至2022年底，公司在研项目“一种容量倍率兼顾材料快充能力提升项目”处于中试阶段，目标在比容量保持一定水平的基础上实现快充性能的提升，快充能力提升30%-50%。另外两个快充项目处于大试阶段，其中“一种高倍率锂离子电池负极材料开发项目”目标在提高负极材料倍率性能的同时，兼具低成本生产要求；“一种高容量兼顾倍率充电负极材料的开发项目”目标达到客户对具体容量和倍率性能指标，并兼顾高性价比要求。5.4.信德新材：乘快充之风，负极包覆材料龙头大步向前公司从2010年开始负极包覆材料的研发、生产和销售，2020年在国内市占率约27%-39%，为行业隐形冠军。公司作为细分领域行业龙头，产品覆盖中低温、中高温、高温全系列，客户涵盖所有负极材料头部玩家。公司2023年价格策略效果显著，我们预计公司2023年市占率有望提升至40%水平。2023年三季度四川子公司昱泰改造完成，公司产能扩至7万吨。四川昱泰在原材料采购及产成品运输费用等方面具备显著成本优势，补齐公司调整价格策略后在中低温产品的盈利短板。负极包覆材料能够提升负极材料的首充可逆容量、循环稳定性及电池倍率性能，是快充迭代不