【taycan纯电架构】中金：800V高压架构蓄势待发，车桩两端同步升级

国内外车企积极布局800V平台，2022年自主品牌多款800V车型量产，我们认为高压侧400V至800V电压升级将带动车端与桩端产业链升级，多个各细分赛道有望受益。建议关注电压升级带来的投资机会。

摘要

800V高压平台加速落地，解决方案从部分高压向全系高压方向迭代。得益于高压快充技术在充电补能效率、驱动性能等方面的优势，继2020年吉利首次发布支持800V的SEA浩瀚架构以来，国内车企加快800V高压平台布局。随着800V车型如极狐阿尔法S、阿维塔11、小鹏G9、长城机甲龙于年内陆续上市，2022年成为800V车型量产元年。800V高压系统平台兼容性高，往前看，我们预计全系800V架构将凭借其低损耗特性或将成为主流；而当前，不同车载零部件的高压成熟度不一致，车企或采用400V+800V混合方案，并向全系800V逐步迭代。

电压平台升级带动车载零部件升级趋势明显，新增单车价值量可期。800V高压平台对功率器件、连接器、薄膜电容、高压直流继电器的耐压要求大幅提升，同时由于高压快充带来更高的散热需求，诸多车载零部件逐步升级。根据我们测算，800V高压产业链涉及元器件、大小三电、电池热管理等9大技术/零部件升级，电驱动集成化、热管理换热方式升级等或加速推进，相关细分产业链短期或伴随小鹏G9发布迎来较强催化剂，各车企800V高压平台车型陆续发布及上量或带来中长期盈利弹性释放。

800V高压平台带来高压充电桩建设需求，功率池+储能站或成为快充网络的配套基础设施。桩端大功率充电带动充电模块升级，同时考虑到快充对设备管理要求提升，主机+机枪向液冷方向升级。另外，考虑到高压大功率充电桩普及加剧电网负荷、加大电网改造负担，国内广汽埃安、北汽极狐等车企逐步尝试建设充换电+光储充一体化能源网络，通过功率池技术动态调度不同充电桩车辆的充电功率，减轻电网负荷，提升用户充电体验。

风险

800V量产节奏不及预期，高倍率快充安全风险，行业竞争加剧。

正文

高压平台大势所趋，车企加码800V电压布局

电动化带来汽车电压平台升级

传统燃油车电压较低，为满足车载电器功率需求和排放法规而进行6V-12V-48V升级。燃油车动力源来自内燃机，车载电器对输出功率要求不高，低电压平台即可满足。1918 年，燃油车首次引入蓄电池，电压为6V，到1920年逐渐普及。随着车载电器增多，6V系统无法满足电器功率需求，1950年起，车企相继推出12V系统。1988年，SAE提出42V电压系统，但未能落地。2011年，为满足2020年各国出台的严格排放法规，兼顾日益增长的电器功率需求，BBA、大众等德系车企联合推出48V轻混系统，与12V系统并存，48V系统充电电压最高可达到56V，实现了60V安全电压阈值内最大程度升级。48V系统能优化发动机启停、加速辅助等功能，提升了燃油经济性。

新能源车以三电系统替代燃油动力系统，车内电压大幅升级至百伏以上。新能源车以电池为动力源，需要较大电池容量与输入/输出功率，但车用电器仍可在低压下运行，因此同时存在百伏以上高压系统与48V/12V低压系统。纯电乘用车电压通常在 250-450V 之间，且系统电压不断升级。2019年，保时捷Taycan上市，成为全球首款搭载800V超高压系统的车型，随后全球各车企相继发布800V及以上超高压平台与车型，新能源车电压升级趋势明显。

图表：汽车电压平台变化趋势

资料来源：齿轮传动，21ic电子网，中金公司研究部

在新能源汽车电压升级过程中，车企通常采用改变电芯串并联方式实现电压升级。目前，纯电动乘用车电压普遍为250V-450V，因带电量不同而有所波动；而商用车由于整车功耗更高，因此所需带电量明显更大，车企通过电芯串联后电压等级可达450V-700V。而未来800V高压乘用车则是在带电量无大幅变化情况下，通过改变电芯串并联方式而提升电池电压。

图表：当前及未来各类型纯电动车电压等级

资料来源：第一电动，中金公司研究部

针对续航痛点，车企积极布局800V高压平台

续航短、充电慢是新能源车两大痛点。一方面，现有纯电动车实际续航里程普遍低于燃油车；另一方面，电动车充电所需时间较长，交流慢充时需要8-10小时才可充满，现有快充大多也需要1小时左右，而燃油车加油仅需3-5分钟。据新出行2021年调研，55.5%的用户担心新能源车长途出行续航不够，54.9%的用户因新能源车充电不便而有所顾虑；而据中汽协2021年调研，40%用户认为充电时间过长而造成不便。

提升用户体验需要增加带电量和提升补能效率双管齐下。增加带电量可提升单次补能后的续航里程，但受两方面限制，一方面，电池价值量较高，提升带电量直接增加边际成本；另一方面，电池重量较大，电池扩容也将增加整车功耗，短期内电池技术难以发生较大变革，两方面限制均难以突破。此外，即便单次补能后续航能够与燃油车持平，补能便利性不足依然会引起用户的用车焦虑。因此，我们认为，提升带电量与提升补能效率并非此消彼长关系，而是双方共同发展，最终在成本与性能的权衡取舍下，达到均衡配置。

图表：充电不便、续航不够是用户购买新能源车的最大顾虑

资料来源：新出行，中金公司研究部注：调研时间为2021年，调研样本数 1,625 份，全国范围调研为线上调研，区域范围调研包含北京、上海、南京等7座城市，为线下调研

图表：充电便利性主要掣肘在于充电桩数量少和充电时间过长

资料来源：中汽协，中金公司研究部注：调研时间为2021年

换电和快充双线并举构建补能网络，快充技术大势所趋。提升补能效率有换电和快充两种方案。换电方案即通过更换电池直接补能，节省充电时间，目前，蔚来二代换电站单车换电时间约90s，吉利枫叶换电站换电仅需60s。但由于不同品牌车型电池规格、底盘设计不同，换电站兼容性不高，其大规模推广需要各车企自建换电体系或统一电池规格，前期建设投资大、回报低，短期内或难以大规模落地。而以特斯拉、大众集团、小鹏为代表的诸多车企均选择快充方案并进行快充桩建设。此外，部分车企如广汽埃安、蔚来同时布局换电与快充，双线并举构建多元补能网络。

快充分为高电流与高电压两种技术路线，高电压快充更具优势。快充有高电流和高电压两种技术路线：理论上，根据W=Pt，充电功率提升一倍，则充电时间减半；根据P=UI，电压或电流提升一倍，充电功率均可提升一倍。相比高电流快充，高压快充发热少、损耗低。高电流路线的缺陷在于，根据Q=I²Rt，电流越高，则电能损耗越大，且损耗以发热方式体现，增加了热管理压力。此外，高电流需要载流量更高、线径更大的线缆，也将造成线缆成本和重量增加。目前特斯拉采用高电流方案，而更多车企转向高电压方案。

图表：改善续航、提升补能效率的各种方案对比及代表车企

资料来源：盖世汽车，汽车之家，中金公司研究部

国外车企中，大众集团与现代起亚集团走在800V路线前列。2019年，全球首款800V车型为大众旗下的保时捷Taycan，大众集团目前有400V/800V兼容性J1平台，并规划了800V PPE平台，基于PPE平台的保时捷Macan与奥迪Q6 e-tron/A6 e-tron计划于2023年发布。现代起亚也于2020年底公布其800V E-GMP平台，并于1Q21发行基于该平台的现代IONIQ5、起亚EV6两款车型。而奔驰、宝马在则布局较晚，分别计划于2024/2025年推出支持800V的MMA/Neue Klasse平台并实现量产。

图表：国外车企800V布局情况

资料来源：搜狐汽车，盖世汽车网，易车网，中金公司研究部

注：◇代表车企平台规划，◆代表车企车型/快充桩规划

国内车企纷纷跟进800V高压平台，2022年量产车型加速落地。2020年，吉利首次发布支持800V的SEA浩瀚架构；2021年，国内车企纷纷公布800V高压平台及量产计划。2021年9月，配备超充技术的AION Y Plus上市，2022年，800V车型极狐阿尔法S、小鹏G9、长城机甲龙陆续上市，2022年成为800V车型量产元年。按照各公司规划，2024年底前理想汽车、吉利、零跑都有望实现800V车型量产上市。

图表：国内车企800V布局情况

资料来源：搜狐汽车，盖世汽车网，易车网，中金公司研究部

注 ：◇代表车企平台规划，◆代表车企车型/快充桩规划

800V系统兼容性高，逐步向全系高压方向迭代

新能源车电气系统可按功能划分为用电系统与充电系统，按电压划分为高压系统与低压系统。400V新能源车中同时存在400V高压电气系统和12V低压电气系统，而400V-800V升级是高压系统内部电压升级，存在多种方案。下面我们对用电系统/充电系统的不同方案分别讨论。

图表：400V车型电气系统

资料来源：第一电动，中金公司研究部注：图中所示为不存在48V轻混系统的400V电动车型

车载用电系统：800V高压系统平台兼容性高，从部分高压向全系高压方向迭代。支持800V高压快充的系统架构有多种实现方案，按照车载用电部件的电压来划分，当前主要有全系400V、全系800V、800V/400V混合三种方案。

保时捷Taycan采用800V/400V混合方案，E-GMP平台采用全系800V方案。保时捷Taycan的部分高压部件升级至800V，如PDU、电驱系统、PTC电压等，但空调压缩机等部件仍为400V，主要系Taycan量产时800V空调压缩机的技术尚不成熟，因而沿用了保时捷PHEV中400V空调压缩机。现代集团的E-GMP平台中车用电器则均在800V电压下运行。

图表：保时捷Taycan800V高压架构

资料来源：汽车之家，中金公司研究部

图表：保时捷Taycan的DC/DC转换器功能

资料来源：汽车之家，中金公司研究部

车载充电系统：800V充电系统以兼容400V/800V快充为主流，通过电驱升压或DC/DC实现。电池结构方面，800V架构可分为2×400V电池串并联切换和不可切换式800V电池架构。充电系统方面，800V架构可分为仅支持800V直流快充或兼容400V/800V直流快充两种模式，由于目前大部分快充桩规格为400V，充电系统一般采用兼容400V/800V模式，在400V直流电充电时，使用升压装置升压至800V充电，具体有DC/DC升压与电驱升压两种方案。

图表：800V系统架构分类

资料来源：汽车ECU设计，中金公司研究部注：所有架构均支持交流慢充

车端：渐进式演进路线下，单车增量价值亟待释放

我们预计800V高压平台将带来多处车载零部件升级。电压平台由400V向800V升级，将带来车载零部件几大升级趋势：

•电控、小三电与空调系统：功率器件升级，SiC MOSFET加速替代Si IGBT；

•电池：电池材料与热管理系统升级；

•线束：线缆降规，连接器增加，总价值量上升；

•高压直流继电器：性能要求提升，附加值增加；

•薄膜电容：耐压等级提升，用量增加；

•熔断器：性能要求提升，激励熔断器加速渗透；

图表：400V-800V需要新增和升级的零部件

资料来源：电子发烧友，中金公司研究部注：图中所示为车用电器400V/800V混合、400V直流电通过DC/DC升压充电、无48V系统的电气架构方案

功率器件：SiC MOSFET加速替代Si IGBT

800V平台对功率器件耐压要求大幅提升，SiC MOSFET更具优势。新能源车中，功率器件广泛应用于电驱系统、小三电（OBC、DC/DC、PDU）、空调系统中。其中，电机控制器在工作时会在直流母线电压基础上产生电压浮动，当电压平台从400V提升至800V时，电压浮动偏差百分比不变：450V的直流母线电压下，功率器件承受的最大电压在650V左右，800V电压下，对应功率器件耐压需要提高至1200V左右。当前400V车型中一般采用Si IGBT器件，而800V车型中则需升级至SiC MOSFET，虽然Si IGBT、SiC MOSFET均可满足1200V耐压需求，但SiC MOSFET基于其材料和器件结构特性，具备低损耗、高频率等显著优势。

图表：Si/SiC功率器件在电动汽车中的应用及趋势

资料来源：意法半导体，中金公司研究部

图表：Si IGBT与SiC MOSFET的额定电压范围

资料来源：Rohm《SiC功率器件・模块应用笔记》 2020.10，中金公司研究部

相比于Si IGBT，SiC MOSFET损耗低、频率高，性能优势明显。SiC材料宽禁带、绝缘击穿场强大，可以在高压环境下达到较小的导通电阻。为了改善器件高压化带来的导通电阻增大问题，Si材料需使用少数载流子器件如IGBT，但IGBT关断时会产生拖尾电流，造成较大的开关损耗，因此限制了其高频驱动应用。相比之下，SiC材料能以多数载流子器件如MOSFET实现高压化，避免了开关损耗和频率限制问题。当电压由400V增至800V，Si器件的开关损耗和导通损耗均大幅增加，且明显高于SiC器件。800V电压下，SiC器件在大功率或小功率运行下的总损耗均大幅低于Si器件，性能优势明显。

SiC MOSFET可实现更高的功率密度，使器件小型化、轻量化。SiC MOSFET的功率密度优势体现在功率模块小型化、无源器件小型化、散热系统简化三方面。据Rohm，SiC的应用可分别使功率模块、无源器件、散热系统缩小至原来的1/2、1/10、1/5，从而显著减小电机等部件的体积和重量，有利于车身结构优化和整车轻量化。

SiC MOSFET应用于电驱系统时，电机的体积和重量明显下降。当SiC MOSFET应用于电驱系统时，其高频开关的特性使得电机能够达到更高转速，同等功率下，转矩相应减小。而转矩减小又将直接带来电机体积减小，同时，铜线变细、重量和成本相应下降。根据Rohm数据，以文图瑞电动方程式车队赛车为例，其将其核心电驱逆变器功率模块由Si模块替换为全SiC模块后，电机重量减轻了40%，尺寸减小了43%，优化效果明显。

图表：文图瑞电动方程式车队赛车核心电驱逆变器采用SiC功率模块实现43%的小型化与6kg的轻量化

资料来源：Rohm，中金公司研究部

Si IGBT方案下，功率器件单车价值量约1,500元。单个电机控制器价值量约3,000元，其中原材料成本占比约85%，Si IGBT功率模块占原材料成本比约44%，折算价值量约1,050元。小三电合计单车价值量约2,500-3,000元，其中Si IGBT功率模块价值量约350元。此外，空调系统变频器、控制器中所用IGBT模块均价约100元。

SiC MOSFET方案下，功率器件单车价值量将提升至4500元。目前SiC功率模块的成本约为Si功率模块的3倍。全系800V架构车型中，电机控制器、小三电、空调的工作电压均升级至800V。不考虑SiC器件应用后带来的散热系统降本、降低功耗带来的潜在电池降本等因素，若将上述部件中Si IGBT功率模块全部更换为SiC模块，则功率器件单车价值量将提升至4,500元。

图表：2021年Si IGBT电机控制器原材料成本构成

资料来源：华经产业研究院，中金公司研究部

图表：SiC器件整车成本测算

资料来源：威迈斯公司公告，英搏尔公司公告，比亚迪半导公司公告，中金公司研究部

电池：电池材料与热管理系统升级

实现高倍率充电需陶瓷隔膜、电解液、电池负极材料相应升级。电池电压升级至800V不等于电池可以实现高倍率充电，如800V车型极狐阿尔法 HI搭载电池则因为技术限制，仅支持2.2C充电，与4C及以上超高倍率充电仍有差距。从锂电池工作原理来看，单位时间迁移和嵌入负极的锂离子越多，则充电速度越快，因此可从两方面着手提升电池充电倍率。

提升迁移速率：可应用高孔隙陶瓷隔膜和更低粘度、高效率的电解液，降低电解液中离子的迁移阻力，提升迁移速率。

提升嵌入速率：目前电池负极多用石墨材料，其层状结构使得锂离子只能从端面进入，导致锂离子传输路长，嵌入速率低；可在电池负极采用特有的软/硬碳/石墨烯包覆改性技术，或采用硅基负极，提升锂离子嵌入速率。

图表：电池充电倍率受锂离子迁移与嵌入速率限制

资料来源：中国电池网，中金公司研究部

图表：纳米硅基负极微观结构

资料来源：广汽研究院，中金公司研究部

高倍率充电带来电芯发热问题，热管理需要更精准。高倍率充电会使电芯温度短时间内大幅上升，且热分布不均匀，电芯正极区域发热集中；电芯温度过高会加剧电池析锂、SEI累积等问题，缩短电池使用寿命，严重时甚至会出现热失控链式反应，造成较大的安全威胁。同时，电池系统具有明显的短板效应，单一电芯的局部过热将影响整个电池系统运行。因此，高倍率充电需要对电池冷却系统进行升级，提升散热均匀程度，特别需要对发热较为集中的电芯正极区域进行针对性冷却，确保电池的温度一致性。

图表：高充电倍率下LFP电池温度明显升高

资料来源：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

线束：线缆降规、连接器增加，总价值量上升

电压升级后高压线束相应变化，分为线缆与连接器两大维度。新能源车具有高压线束与低压线束两个系统，根据EV WIRE，新能源车线束单价平均为5,000元，其中高压线束单价平均为2,500元。具体来看，高压线束包括高压线缆与高压连接器，下面我们分别进行讨论。

800V平台下电流减小，线缆线径缩小，体积、重量和成本相应降低，有利于整车轻量化。根据P=UI，功率不变时，400V-800V变化将使电流减半，以美标AWG为例，其线缆承载最大电流与线缆横截面积成正比，理论上，电流减半，横截面积减半，线缆内芯体积、重量、物料用量相应减半。目前单车线缆平均重量达 50-70kg，占整车重量的5%左右，线缆重量下降将带来明显的轻量化效果。高压线缆单价约800-1,000元，而线束的主要成本来自物料成本，占比达74%，线缆线径缩小后，物料用量减少，成本有望下降。

图表：800V系统下线缆线径显著缩小

资料来源：保时捷官网，中金公司研究部

800V平台下高压连接器用量增加，高压线束单价小幅上升。目前技术架构下，电动车高压连接器单车配置量为15-20个，根据车型设计不同，单价在700-3,500之间。400-800V平台升级要求高压连接器重新选型。用量上，800V车型需要增加大功率快充接口，同时新增的400-800V及800-400V的DC/DC部件也需要配备连接器。我们估算，800V车型所需高压连接器个数增加至20-25个，单价提升至2,210元。整车高压线束（线缆+连接器）单价小幅上升，由2,500元提升至2,830元。

图表：高压连接器在新能源车中的运用

资料来源：线束工程师网，中金公司研究部

图表：400V与800V线束单车价值量测算

资料来源：EV WIRE，线束工程师网，中金公司研究部

高压直流继电器：性能要求提升，附加值增加

高压直流继电器是新能源车的刚需零部件，单车价值量较高。高压直流继电器可控制并保护新能源车的高压电路，新能源车需要配置包括主继电器、预充继电器、快充继电器、普通充电继电器、辅助继电器合计5类高压直流继电器，根据车型不同，单车配置量4-8个。我们测算，2022年混动乘用车中单车价值量约420-590元，纯电乘用车中单车价值量约630-910元。此外，快充桩中也需配置高压继电器，配置量一般为2个，价值量约140-220元。

图表：新能源车高压直流继电器的单车价值量测算

资料来源：中金公司研究部

注：继电器价格数据为2022年价格估计值，不同级别车型单价不同，此处为A级车及以上车型单价

图表：新能源车与充电桩中高压直流继电器的配置情况

资料来源：宏发股份官网，中金公司研究部

800V平台下高压直流继电器升级，推动单车价值量进一步提升。800V平台下由于电压和电流更大、电弧更严重，对高压直流继电器的耐压等级、载流能力、灭弧能力、散热、使用寿命等性能提出更高要求，相应地，产品将在触点材料、灭弧气体、封装方式等多方面进行改进，技术要求提升，产品附加值相应增加。我们预计800V纯电动车型中，高压直流继电器单车价值量提升40%，达880-1,270元，带来250-360元增量价值。

薄膜电容：耐压升级、用量增加

新能源车是电容器的重要下游应用场景。电容器是功率模块中必备的被动元件之一，在新能源车中广泛应用于OBC、DC/DC、电驱、空调变频器等涉及变压、变频、直流/交流转换的部件中。根据电容器的功能不同，可分为以下5类：

• DC-Link 电容：连接于直流母线与开关管中间，对整流器的输出电压进行平滑滤波，用于电驱系统（DC/AC转换）、OBC（AC/DC转换）中，是车载电容器中价值量最高的产品。

• 缓冲电容：保护电路系统，用于电驱系统中，单价较低。

• EMI电容：抑制电磁干扰，用于OBC、电驱中，单价较低。

• 谐振电容：吸收电路中的高频波，用于OBC、DC/DC中，单价较低。

• 直流滤波电容：用于整流电路中，滤除交流成分，使输出的直流更平滑，用于OBC、DC/DC中，单价较低。

新能源车中薄膜电容单车价值量约350-610元。我们估算，新能源车电驱系统薄膜电容价值量约260元，双电机车型价值量翻倍；其中OBC中薄膜电容价值量约70-90元；DC/DC转换器中价值量约10元，空调变频器等其他车载部件中价值量10元以下，合计单电机车型价值量约350元，双电机车型约610元。

800V平台下薄膜电容耐压升级、用量增加，带来增量价值50-90元。800V平台下峰值电压约1200V，薄膜电容耐压等级提升，同等容量下整体成本增加约10%-20%。此外，为实现400V直流快充兼容，800V车型中部分车型采用DC/DC升压方案，需加装一个DC/DC，薄膜电容单车用量可能增加，但也有陶瓷电容/铝电解电容替代方案。平均来看，我们测算新能源车由400V升级至800V带来的薄膜电容单车价值增量约50-90元。

图表：薄膜电容在电驱系统中发挥重要作用

资料来源：TDK官网，中金公司研究部

图表：薄膜电容单车价值量测算

资料来源：NE时代，中金公司研究部

熔断器：性能要求提升，激励熔断器加速渗透

熔断器是新能源车中必不可少的安全保护装置，激励熔断器与智能熔断器逐步应用。新能源车过电流保护主要依靠高性能熔断器来完成，目前其他车载器件无法可靠分断短路电流，熔断器则可在短路发生时快速切断电流回路，是新能源车必不可少的安全保护装置。新能源车中，主回路中应用电力熔断器，部分车型会应用激励熔断器；辅助回路中，高压电路应用电力熔断器、低压电路应用电子熔断器。传统电力熔断器的保护特性无法根据保护要求调整，而激励熔断器可通过接收控制信号激发保护动作，性能更优。此外，智能熔断器可根据应用需求定制保护特性，通过自动检测回路电流或其他信号，自动触发保护动作，具有更好的适用性，目前尚处于开发和应用前期。

新能源车熔断器单车价值量100-130元。用量与规格上，主回路中使用大规格圆管电力熔断器，用量1-3个，辅助回路中使用小规格圆管电力熔断器，用量3-5个。单价上，参考2020年中熔电气产品售价：电子熔断器单价1.5元，大规格/小规格圆管熔断器单价分别为66.5元，激励熔断器单价88.7元。测算得熔断器单价约108-268元，考虑车型减配与年降，我们预计当前单价约100-130元。

图表：熔断器用于新能源车保护示意图

资料来源：中熔电气招股说明书，中金公司研究部

800V平台下电力熔断器升级、激励熔断器加速渗透，带来35-160元单车价值增量。800V平台下，熔断器熔体结构改变，长度、粗度增加，单价上升。参考2020年中熔电气产品售价：参数为30A/500VDC、32A/750VDC的圆管熔断器单价分别为10.6元、14元，我们预计400-800V电压升级带来电力熔断器价格增长约35%，对应单车价值量提升至135-175元。此外，大功率快充时，短路电流冲击会加大，增加激励熔断器可提升安全性，800V平台下激励熔断器装配率或加速提升。800V车型若加装激励熔断器，则单车价值量可提升至220-260元。

图表：新能源车中熔断器单车价值量测算

资料来源：中熔电气招股说明书，中金公司研究部注：由于电子熔断器单价较低，测算时不考虑在内

桩端：800V车端布局带来高压充电桩建设需求

超级快充大势所趋，带来配电器件变更、液冷+充电模块升级新需求

新能源车快速放量带动快充/超充桩建设需求提升。直流快充桩中，高电压快充相比大电流快充更具优势，而超充桩则需电流、电压同步提升。为保障新能源车用户补能体验，车桩比需维持在合理区间，随新能源车保有量迅速增长，充电桩需求量相应提升，同时充电慢痛点亟待解决，带动大功率充电桩建设需求不断提升。现有大功率充电可分为三种方式：

• 1）电压由400V上升至800V的高电压快充。以保时捷Turbo充电桩为例，其充电电压为800V，峰值充电功率可达270kW，实现5%-80% SOC需要22.5分钟。

• 2）电流由250A上升至600A的大电流快充。目前特斯拉采用该方案，其V3超充桩充电电压为400V，峰值电流达600A，峰值功率约250kW。相较于高电压快充，大电流快充的热损失较大，且充电桩与充电枪的热管理成本更高。

• 3）电流、电压同步提升下，功率达400kw及以上的超级快充。据美国能源部定义，超级快充（XFC）充电功率需达到400kW以上。目前，国内车企中广汽埃安、小鹏等均有布局。广汽埃安A480超充桩最大持续电流可达600A，最高工作电压达880V，最大充电功率达480kW。我们认为，超充技术是大势所趋，车端800V布局将带动超充桩同步发展。

超充情境下充电模块需进行升级，充电枪、线、直流接触器和熔丝等需重新选型。高压超充情境下，电压将从400V提升至800V乃至1000V，功率也由120kW向480kW发展，此时充电模块将会有磁元件、功率器件两方面的升级：1）充电桩为了适配目前的低电压存量充电桩，需要加装DC/DC升压模块，提升磁性元件的需求量；2）SiC基功率器件可实现比Si基更高的开关频率，从而实现更高功率密度，我们预计SiC基功率器件将在直流充电桩领域加速市场渗透。

图表：我国充电桩保有量与车桩比

资料来源：EVCIPA，中金公司研究部

注：充电桩数量为公用充电桩与私人桩合计值

图表：桩端：充电模块、配电器件等均需变更

资料来源：华为官网，华为公告，中金公司研究部

结合液冷、功率器件、充电枪等模块的升级，我们预测高压超充桩单桩成本在23-26万元。

• 直流桩由充电模块、充电枪及线缆、主控板三个主要组成部分，目前充电桩的采购成本在0.35 -0.4元/ W居多，其中充电模块可将电网中的交流电转换为直流电为动力电池充电，占设备总成本的50%左右。

• 800V高压大功率超充下，充电模块IGBT损耗较大，需换用价格为Si IGBT的3倍以上的SiC MOSFET，我们预估升级后的SiC充电模块价格会是当前模块的1.5-2倍。此外超充桩配备液冷装备后成本上升。综上，我们预测充电桩的采购成本是当前价格的1.8倍左右，0.63 – 0.72元/ W，单个360kW超充的成本在23- 26万元。

超充对桩端热管理提出更高要求，主机+机枪采用液冷装置成本提高

超充时产生的大量电热需要增配液冷系统。400kW及以上大功率充电时，充电设备在短时间内迅速发热，可能引起热安全问题，而传统风冷无法达到设备散热要求，因此主机和机枪均需配备散热效果更佳的液冷系统。

液冷装置还具有实现温度控制、减轻重量两大优势。一方面，大功率充电连接器内共有 5 个温度传感器，控制器可依据实时测量的温度变化情况对冷却输出作出相应的调整——冷却液通过内置冷却管道有效地散热，从而防止大电流导致的充电系统过热。另一方面，液冷装置可缩小电缆直径进而缩小换热设备体积，减轻充电枪重量，对用户更为友好。

图表：液冷充电温度对比图

资料来源：菲尼克斯官网，中金公司研究部

图表：菲尼克斯 HPC 高压充电枪采用液冷技术

资料来源：菲尼克斯官网，中金公司研究部

充电桩输出电压范围上限1000V落地应用，充电模块向20/30/40kW多元化配置发展

现存充电桩以750V以下为主，存量+增量双布局解决800V充电桩建桩需求。按照电动车电压平台和充电桩电压的关系，400V电动车充电的充电桩为750V，800V电动车充电桩为1000V标准，而现有运营的充电桩多数为750V及以下，不支持800V电动车充电需求。

存量方面，需要对部分低电压充电桩进行改桩或重建。主要针对低使用效率充电桩，将其场地资源、电力资源进行利用和升级改造，进而满足800V车端充电需求。增量方面，充电模块形成1000V最高输出电压的共识，输出电压范围上限由750V向1000V高压落地应用。2018年起星星充电、英飞源等充电模块企业陆续发布充电范围宽至1000V的充电模块；2021年起国家电网在充电桩采购中也已经进一步提升电压标准至1000V，要求覆盖DC200-1000V范围，布局高压充电网络，且2017-2021年间招标的直流充电桩有功率上升趋势。我们预计随着充电桩建设在增量与存量两方布局，800V高压充电桩的普及性将得到提升。

充电模块由20kW为主向20/30/40kW多元化配置发展。与交流桩不同，直流充电桩由多个充电模块组合而成，如120kW快充直流桩主流由4个30kW的模块进行组合，350kW充电桩主流由6个60kW的模块进行组合。据新能源数据中心，当前国内充电桩市场20kW模块市占率为60%，其余大部分由30kW占据，也有少数的功率密度较高的60kW、100kW的模块。近年来随着电池容量及充电倍率的提升，充电模块向20/30/40kw多元发展趋势加强。

图表：2017-2021国网直流充电桩招标情况

资料来源：国网招标，中金公司研究部

图表：高压超充引领充电模块向多元化方向发展

资料来源：新能源数据中心，中金公司研究部

功率池、储能技术：大功率充电桩能源调度问题的解决方案

高压大功率充电桩普及加剧电网负荷及改造负担，公共场合供电难以匹配需求。1）高压大功率充电桩普及可缓解当前充电的时空束缚，用户选择更为多样，但与此同时容易出现如午饭等零散时间点多车同时超充、乃至排队充电的情况，严重加大电网电荷负担，造成负荷高峰迭加。2）由于充电站与电网的交互是随机波动的，快充需要瞬时强大的功率，当充电需求较大时，可能会引起馈线的电压波动，大规模的随机波动功率对电网可造成较为严重的损伤。3）快充桩普及后会分布于居住区、消费区等场所，这些区域无法实现大功率的电网扩容，因此无法满足大功率充电需求。

特斯拉率先建立光储充超级充电站，多企业布局一体化能源网络

特斯拉推出光储充一体化超级充电站，缓解充电桩用电对电网的冲击。2021年6月特斯拉先后在西藏、上海建立两座光储充超级充电站，配备V3超级充电桩和目的地充电桩，通过太阳能屋顶系统发电将电能储存在电池中，可供部分纯电动车日常充电。光储充一体能够解决在有限土地资源里配电网的问题,通过能量存储和优化配置实现本地能源生产与用能负荷基本平衡。

国内广汽埃安、北汽极狐等车企实施充换电+光储充一体化能源网络。埃安实行充换一体的战略布局，于2022年4月在广州建立首座超充站同时支持充换电，其中超充端充电5分钟续航里程可达200km，换电仅需用时2.5分钟。北汽极狐基于高压超充路线，同步建设极狐品牌超充站，打造光储充一体化绿色超充体验。

图表：光储充换一体化能源网络

资料来源：广汽埃安，中金公司研究部

图表：功率池+储能站：未来绿色超充电能源网络

资料来源：星星充电，中金公司研究部

投资建议：车端桩端两大方向，细分赛道龙头受益于产业链升级

产业链升级与投资方向

新能源车800V平台投资可围绕车端与桩端两大方向。同时，根据产业链价值量变化，我们识别出两大产业发展趋势。

趋势一：电驱动集成化或加速推进

功率器件成本提升背景下，车企或通过多合一电驱解决方案实现成本对冲。在整车架构层面，动力总成“三合一”解决方案渗透率提升，并逐步出现动力总成融合OBC、DC/DC、PDU的“多合一”产品。我们认为，多合一解决方案可通过减少壳体铸件、线束、连接件来降低单车成本，并通过紧凑化的结构设计降低对车身、底盘的空间占用。

►多个独立部件的一体化，可以减少壳体铸件、连接件、线束的使用量，降低成本的同时，助力整车轻量化。

►降低原有多个零散部件对于车身、底盘空间的占用，加之相应减少的车内线束连接，可以为车身、底盘的设计优化腾出空间。

►一体化的紧凑设计，可以减少传输损耗，提高整个系统的效率。

图表：华为、英搏尔电源“三合一”、电驱系统“多合一”产品

资料来源：公司官网、中金公司研究部

电驱集成化发展路径

1、电机电控企业发展路线：①基于自身电机、电控的优势，向下合并减速器，向上逐渐合并OBC、DC/DC、PDU等整车充电控制模块；②从低端产品、低端市场逐渐向上生长，客户群和配套车型改善，单车价值量、利润提升。③提供模块化、平台化产品和解决方案。

2、电源模块企业发展路线：①基于电源模块的技术优势，将OBC、DC/DC、PDU整合成电源“三合一”；②部分厂商尝试向动力域整合，将电机控制器MCU整合，但因为电机电控技术门槛较高，挑战较大。

3、整车零部件企业：从现有体系进行系统化整合集成。

以华为DriveOne“七合一”系统为例，为业内首款超融合架构动力域解决方案，将驱动电机、减速器、电机控制器、PBC、DC/DC、PDU、BCU（电池管理系统主控单元）七大部件集成在一起。其120kW系统的尺寸仅为410mm x 400mm x 330mm，整体质量75kg，峰值效率93%。

图表：华为DriveOne“七合一”电驱动系统图示

资料来源：电子工程世界，中金公司研究部

图表：动力总成 “三合一”、 电驱系统“多合一”产品参数

项目

资料来源：华为公司官网、汽车之家，中金公司研究部

注：标红框的表示支持支持800V高压平台

趋势二：热管理换热系统向液冷直冷升级

液冷系统加速渗透，电池换热系统单车价值量提升。目前，电池换热系统主要分为风冷、液冷、直冷三种方案。主动风冷方案利用风机产生空气对流换热；风冷结构简单，但是换热效率低下且无法实现精准控温。液冷方案采用冷却液对流换热，液冷板上均匀分布的导流槽和电芯间接接触，更靠近热源、换热效率高、能耗低，且更能保证电芯温度一致性。

液冷技术凭借其较高的换热系数成为动力电池冷却主流应用方式，冷媒直冷技术仅少数车企量产。液冷系统包含电子水泵、换热器、电池散热片、PTC加热器、膨胀水箱等零部件，通过液体对流换热，带走电池热量，降低电池温度。相比于风冷，液冷换热系数高，冷却速度快，对电池降温效果更为显著。电池制冷技术在液冷的基础上发展为冷媒直冷技术，利用制冷剂蒸发散热的原理，将蒸发器安装在电池系统，制冷剂在蒸发器中蒸发，带走电池系统热量。从发展趋势来看，液冷技术仍为目前主流的电池冷却方式，液冷方案在换热能力、换热一致性等方面都有不错的表现。比亚迪在e3.0平台推出宽域热泵系统，打通座舱空调和电池热管理，可利用冷媒相变对电池包实现直冷直热。

图表：动力电池主流冷却方式

资料来源：盖世汽车、中金公司研究部

风险提示

800V平台量产不及预期。800V电压升级需要整车架构升级与零部件升级，同时将带来整车成本上升，若企业技术积累不足或成本压力较大，则可能放缓800V车型量产。同时，高效补能有快充和换电两种方案，若换电方案规模化落地速度与成本下降幅度超预期，则可能更多车企转向换电方案，导致电压升级动力不足。若800V车型产销量不及预期，则产业链升级速度将相应放缓。

高压快充导致安全问题。快充时动力电池将迅速发热，若电池冷却效率不足，则更易出现热失控问题，甚至引发起火事故。若发生安全问题，或将打击用户对800V快充车型偏好，造成800V车型推广受阻。

行业竞争加剧。800V升压带来产业链升级，一般假设下，零部件单车价值量上升，零部件企业有望在升级前期享受溢价，但若行业竞争加剧，年降幅度提升，则可能造成单车价值量不升反降，使得相关企业利润受损。

文章来源

本文摘自：2022年8月12日已经发布的《800V高压架构蓄势待发，车桩两端同步升级》

邓 学 SAC 执业证书编号：S0080521010008 SFC CE Ref：BJV008

曾 韬 SAC 执业证书编号：S0080518040001 SFC CE Ref：BRQ196

任丹霖 SAC 执业证书编号：S0080518060001 SFC CE Ref：BNF068

荆文娟 SAC执业证书编号：S0080121010058

王颖东 SAC执业证书编号：S0080120080126

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