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S1010521050003李鷂新能源汽車分析師S1010521070005吳威辰新能源汽車分析師S1010521060001汪浩新能源汽車分析師S1010518080005黃耀庭新能源汽車分析師S1010521060003新能源汽車行業(yè)級 )
整車800V800V(整車(整車(整車(電磁線(電機)飛榮達(EMC),建議關(guān)注金杯電工(電磁線)、威邁斯(車載電源)、欣銳科技(車載電源);2)電池&主輔材:推薦電池龍頭寧德時代(電池),以及(硅負極(包覆材料黑貓股份(導(dǎo)電炭黑)、天賜材料(LiFSI)、泰和新材(隔膜涂覆)、銀輪股(液冷板(氣凝膠(硅橡膠(導(dǎo)熱球鋁(硅負極/隔膜涂覆推薦受益快充帶來升級的相關(guān)環(huán)節(jié),推薦盛弘股份(整樁/模塊)、綠能慧充(整樁)、沃爾核材(充電槍/連接器/硅橡膠)、特銳德(運營),建議關(guān)注星云股份(光儲充)、通合科技(模塊)。重點公司盈利預(yù)測及投資評級 EPS(元) PE 簡稱 代碼 收盤價 評級2223E 24E 25E 22 23E 24E 25E寧德時代300750.SZ232.606.999.9013.3417.2733231713買入比亞迪002594.SZ244.205.719.0012.1115.3243272016買入精達股份600577.SH4.650.180.220.260.3426211814買入臥龍電驅(qū)600580.SH11.980.611.001.171.352012109買入飛榮達300602.SZ16.220.190.500.901.2185321813買入貝特瑞835185.BJ22.163.143.203.856.137764買入璞泰來603659.SH37.052.192.944.2917139買入信德新材301349.SZ56.562.714.516.2921139買入黑貓股份002068.SZ12.930.010.290.460.561,293452823買入天賜材料002709.SZ35.802.972.323.194.011215119買入泰和新材002254.SZ20.310.461.041.86442011買入銀輪股份002126.SZ17.690.480.741.031.3037241714買入泛亞微透688386.SH37.240.801.852.42472015買入硅寶科技300019.SZ16.260.641.041.421.992516118買入壹石通688733.SH28.920.831.672.55351711買入盛弘股份300693.SZ33.060.721.191.632.2146282015買入綠能慧充600212.SH7.84-0.190.120.390.70-41652011買入沃爾核材002130.SZ6.940.490.590.780.85141298買入特銳德300001.SZ18.500.260.380.570.8171493223買入金杯電工002533.SZ7.520.500.82159—威邁斯688612.SH47.350.7068—欣銳科技300745.SZ38.26-0.173.63-22511—星云股份300648.SZ26.900.064.064447—通合科技300491.SZ24.240.253.45957—收入(億元) PS簡稱代碼總市值2223E24E25E2223E24E25E評級小鵬汽車9868.HK1,2012693636379144.53.31.91.3-WXPEV.N1,2012693636379144.53.31.91.3買入理想汽車2015.HK3,0834531208216232066.82.61.41.0-WLI.O3,0834531208216232066.82.61.41.0買入,預(yù)測 注:股價為2023年8月16日收盤價,金杯電工、威邁斯、欣銳科技、星云股份、通合科技2023-25年數(shù)據(jù)為一致預(yù)期目錄投資邏輯 6整車零部件:從百萬豪車下探至20萬元價位,電動車快充迎來“OPPO”時刻 7整車:快充車型下探至20萬元車型,快充車型價格門檻進一步降低 7零部件端:高電壓平臺驅(qū)動,零部件迎來升級 10電池主輔材:快充電池高頻上市,主輔材升級兼顧性能與安全 14電池端:快充產(chǎn)品百花齊放,充電效率大幅提升 14主材端:核心關(guān)注負極石墨改性+硅負極進展 17輔材端:主被動熱管理需求保障安全,邊際需求持續(xù)提升 21充電樁:液冷配合快充,預(yù)計加速滲透 22車樁兩端同時發(fā)力,高壓快充成為主流 22充電樁:直流快充樁逐漸替代交流慢充樁,單樁價值量大幅提升 23充電模塊:大功率充電趨勢下,充電模塊品質(zhì)要求進一步提升 24充電運營:目前以收取電費和服務(wù)費為主,充電樁時間利用率是盈利核心 27風(fēng)險因素 30插圖目錄圖1:理想5C電池800V高壓快充技術(shù) 8圖2:小鵬G6800V超快充電池技術(shù) 8圖3:整車廠800V布局圖(更新至2023年8月) 8圖4:耐電暈漆包線與普通線對比 10圖5:漆膜的均勻性和連續(xù)性展示 10圖6:800V下Si-IGBT開關(guān)/導(dǎo)通損耗急劇升高 圖7:車/樁上功率半導(dǎo)體均有望從Si基轉(zhuǎn)向SiC 圖8:OBC(上)/DCDC(下) 圖9:800V高壓體系,用目前400V充電槍需要DCDC升壓 圖10:特斯拉Model3電控拆解圖 12圖電機控制器電路示意圖 12圖12:熔斷器應(yīng)用于新能源汽車保護示意圖 12圖13:新能源汽車熔斷器數(shù)量及價格 12圖14:新能源汽車中繼電器應(yīng)用示意圖 13圖15:新能源汽車熔斷器數(shù)量及價格 13圖16:電動乘用車高壓線纜結(jié)構(gòu) 13圖17:高壓連接器在整車高壓系統(tǒng)中的布局 14圖18:高壓連接器迭代歷程 14圖19:寧德時代麒麟電池10min實現(xiàn)10%-80%SOC快充 15圖20:寧德時代麒麟電池可實現(xiàn)4C快充 15圖21:寧德時代神行電池10min實現(xiàn)10%-80%SOC快充 15圖22:寧德時代神行電池可全溫域快充/ 15圖23:欣旺達SFC480快充電池 16圖24:億緯鋰能4695大圓柱電池能實現(xiàn)9min超快充 16圖25:孚能科技SPS電池可實現(xiàn)5C充放電倍率 17圖26:孚能科技SPS電池充電10分鐘續(xù)航達400km 17圖27:中創(chuàng)新航“頂流”圓柱電池性能參數(shù) 17圖28:中創(chuàng)新航“頂流”型結(jié)構(gòu)優(yōu)勢 17圖29:單壁多壁碳納米管示意圖 19圖30:單壁碳納米管的優(yōu)勢 19圖31:單壁碳納米管結(jié)構(gòu)圖 19圖32:硅包覆碳,嵌入碳納米管 19圖33:單壁碳納米管使硅基負極電池的循環(huán)性能提升四倍 19圖34:自機械抑制石墨烯復(fù)合硅基負極材料制備 20圖35:隔膜涂敷對電池的影響 20圖36:涂覆隔膜產(chǎn)品分類 20圖37:不同溫度下LiFSI與LiPF6對于石墨體系電芯的性能影響對比 21圖38:液冷板在電芯中的使用點 21圖39:不同液冷方式參數(shù)對比 21圖40:電芯用膠點詳解 22圖41:電池包用膠詳解 22圖42:特斯拉V2/V3超充樁充電曲線 23圖43:小鵬S4超充樁 23圖44:我國充電樁保有量結(jié)構(gòu)(萬臺) 24圖45:我國公共充電樁結(jié)構(gòu)(%) 24圖46:交流慢充樁和直流快充樁功率和價格對比(kW,萬元) 24圖47:市場主要充電模塊產(chǎn)品功率密度測算 25圖48:SiC-MOSFET性能優(yōu)勢更加顯著 25圖49:盛弘股份發(fā)布采用SICMOS的50KW充電模塊產(chǎn)品 25圖50:風(fēng)冷散熱模式下充電模塊內(nèi)部積塵導(dǎo)致模塊故障 26圖51:充電模塊不同散熱方式原理圖 26圖52:充電運營商目前的充電收入主要包括電費和服務(wù)費兩部分 27表格目錄表1:快充各環(huán)節(jié)升級部件及對應(yīng)技術(shù)或材料需求 6表2:市場主要高壓快充車型參數(shù)信息(更新至2023年8月) 8表3:國內(nèi)新能源快充車型銷量預(yù)測(萬輛) 9表4:高壓線束性能要求 13表5:高壓線束系統(tǒng)價值拆分 14表6:不同包覆量負極材料的電性能測試 18表7:不同負極材料性能對比 18表8:特斯拉超充樁對比 22表9:直流充電樁和交流充電樁對比 23表10:50kW直流充電樁初始投資額測算 28表kW直流充電樁單樁固定成本測算 28表12:50kW直流充電樁單樁收入、盈利及投資回收期測算 29表13:單樁利用效率和服務(wù)費對充電樁單樁利潤敏感性測算 29表14:單樁利用效率和服務(wù)費對充電樁投資回收期敏感性測算 30▍投資邏輯快充產(chǎn)品頻出,電動車快充時代拐點已至。2023年6月理想汽車在家庭科技日推出800V+5C10400G6全系搭載80+3C0分鐘,續(xù)航0公里”的充電體驗得以實現(xiàn)。參考手OPPOVOOC52小時”廣告語開啟了快充時代,我們認為車載快充技術(shù)進入大規(guī)模推廣的拐點已至。短期來看,補能需求作為電動車目前的核心痛點之一,預(yù)計將成為各家品牌打出差異化的核心競爭地帶;長期來看,參考手機,我們認為快充將成為電動車的標(biāo)配,快充滲透率進入高速增長期,將帶動車樁兩端零部件與元器件升級。建議把握以下投資主線:整車(800V等高壓(電機(電控(電源等。電池&主輔材端:頭部電池廠加速布局快充產(chǎn)品的格局下,建議布局與快充產(chǎn)品(包覆材料硬碳等(導(dǎo)電炭黑碳納米管/石墨烯、(芳綸涂覆(LiFSI等輔材端:快充條件下需要主被動熱管理合力保證電芯處于合理范圍內(nèi),包括主動熱管理(液冷板、被動熱管理(氣凝膠/硅橡膠/聚氨酯等)及填料(導(dǎo)熱球鋁充電樁:充電樁是支撐新能源汽車實現(xiàn)快充的基礎(chǔ)設(shè)施,也將伴隨快充產(chǎn)業(yè)趨勢率直流充電樁(堆、高功率/液冷充電模塊需求有望提升,推薦盛弘股份、綠能特銳德。產(chǎn)業(yè)鏈細分環(huán)節(jié)具體部件超充發(fā)展主要需求產(chǎn)業(yè)鏈細分環(huán)節(jié)具體部件超充發(fā)展主要需求對應(yīng)的技術(shù)或材料需求整車/高壓架構(gòu)整車高壓平臺800/1000V架構(gòu)電機耐壓、防腐蝕提升絕緣漆厚度/采用新型漆膜材料電控耐溫耐壓、控制損耗IGBT升級SiC零部件電源集成(小三電)耐溫耐壓、控制損耗、升壓IGBT升級SiC、額外DC/DC升壓熔斷器安全保護采用激勵熔絲繼電器安全保護樹脂封裝升級陶瓷封裝線束&連接器高壓化絕緣材料整車&零部件薄膜電容高壓化耐壓性能提升EMC電磁屏蔽材料高壓化提升抗電磁干擾能力電池電池高充電倍率4C-6C正極高性能化包覆處理電池主材負極隔膜電解液高性能化高離子電導(dǎo)率、低粘度包覆處理、材料改性、極片優(yōu)化涂覆材料升級新型添加劑(如LiFSI)BMS充放電管理能力提升芯片要求提升輔材電池液冷板熱管理能力提升液冷板熱管理輔材熱管理能力提升隔熱材料、散熱材料升級槍線充電槍熱管理、輕量化液冷技術(shù):充電模塊、絕緣材料充電樁模塊/功率、電壓提升IGBT升級為SiC模塊;液冷整樁/向下兼容、散熱增強柔性充電堆關(guān)鍵器件元器件功率器件高壓、低損耗SiC-MOSFET(對應(yīng)電驅(qū)、充電模塊、小三電)磁性元件高壓化耐壓性能提升U(,整車20整車:快充車型下探至20萬元車型,快充車型價格門檻進一步降低2020236月理想汽車800V+5C4C4C10400公里”的充電體驗,將充電效率從2G5G時代。同期,小鵬汽車G6全系搭載800V+3C6系三元材料與0公里”的充電體驗得以實現(xiàn)。2018800V2023年6G620.99OPPOVOOC閃充技術(shù)打52圖1:理想5C電池800V高壓快充技術(shù)理想汽車公司官網(wǎng)
圖2:小鵬G6800V超快充電池技術(shù)小鵬汽車公司官網(wǎng)圖3:整車廠800V布局圖(更新至2023年8月)各公司官網(wǎng)繪制表2:市場主要高壓快充車型參數(shù)信息(更新至2023年8月)車型/品牌上市時間電壓(V)電流(A)充電功率(kW)充電效率樣圖保時捷Tycan2020-048002705min/100km極狐αS華為HI版2022-0580025018710min/200kmAIONVPlus70超級快充版
2022-08 1000(峰值) 600 480 5min/200kmG92022-098006704805min/200kmEletre2022-108004205min/120km車型/品牌上市時間電壓(V)電流(A)充電功率(kW)充電效率 樣圖奧迪RSe-tronGT2022-11800270長城沙龍機甲龍2022-1180060048010min/400km小鵬G62023-680035028010min/300km上汽智己LS62023-88003965min/200km10min/350km15min/500km理想新車型8009.5min/400km小米800資料來源:各車企官網(wǎng),第一電動網(wǎng),汽車之家,202551834%。2022Model3ModelY為主,2022年以來,除特斯拉外,其他車企的高壓快充車型進入加速發(fā)布期,根據(jù)上表各車企2023年將大規(guī)模量產(chǎn)。當(dāng)前,高壓快充車型主要在價格較高的B/C我們假設(shè)到2025年,新能源乘用車銷量結(jié)構(gòu)中,B/C級車中高壓快充車型占比分別達70%/100%,A5%5182-5年CGR達%%。表3:國內(nèi)新能源快充車型銷量預(yù)測(萬輛)2020A 2021A 2022E 2023E 2024E 2025E新能源乘用車銷量(萬輛) 329 575 871 1518其中:A00/A0/A 81 223 376 543 654 855B 32 96 185 307 421 625C 5 9 14 22 28 38銷量占:A00/A0/A 69% 68% 65% 62% 59% B 27% 29% 32% 35% 38% C 4% 3% 3% 2.5% 2.5% 快充車占比:A00/A0/A 0% 0% 0.5% 1% 2% B 45% 38% 40% 50% 60% C 0% 1% 5% 50% 100% 快充車型銷量:A00/A0/A00251343B143774153253438C001112838快充車型銷量合計(萬輛)143777170293518快充車型滲透率(%)12%11%13%19%27%34%資料來源:乘聯(lián)會,中信證券研究部預(yù)測零部件端:高電壓平臺驅(qū)動,零部件迎來升級電機:絕緣、防腐蝕需求提升,關(guān)注800V趨勢下耐壓扁線放量800V由于電壓/電機內(nèi)部的絕緣/EMC800V400V電機對于耐電暈性能也有提升。2向。重復(fù)脈沖電壓下絕緣局部放電起始電壓(PartialDischargeInceptionVoltage,PDIV)PDIV漆厚度或者采用低介電常數(shù)的材料:厚漆膜技術(shù)路線PDIV高。PEEKPEEK圖4:耐電暈包線普通對比 圖5:漆膜的勻性連續(xù)展示 800V問題(中號)
精達股份公司公告電控:SiC性能優(yōu)異,替換需求明確。SiCSiSi-IGBT為例,根據(jù)NE1200VSi-IGBT的開關(guān)/導(dǎo)通損耗急劇升高,面臨成本上升而能效下降的問題。圖6:800V下Si-IGBT開關(guān)/導(dǎo)損耗急升高 圖7:車/樁上功率導(dǎo)體有從Si基轉(zhuǎn)向SiC stmicroelectronics官網(wǎng) stmicroelectronics官網(wǎng)小三電(DC/D、DU、BC:iC替換需求明確,DCDC受益升壓增量。800vSiC碳化硅將借助耐高壓、耐高溫、開關(guān)損耗低等優(yōu)勢在功率器件領(lǐng)域進行廣泛應(yīng)用。為能夠適配使用原有400v直流快充樁,搭載800v電壓平臺新車須配有額外DCDC轉(zhuǎn)換器進行升壓,進一步增加對DCDC的需求。圖8:OBC(上)/DCDC(下) 圖9:800V高壓體系用目前400V充電槍要DCDC升壓 威斯官網(wǎng) STOBC增加。另外,在直流快充樁上亦需要一個薄膜電容。目前薄膜電容ASP為200元,800V趨勢下,薄膜電容的ASP預(yù)計將提升約20%。短期看,我們預(yù)測800V會在高端車率先應(yīng)用,高端車一般采用多電驅(qū)配置,提升薄膜電容用量。圖10:特斯拉Model3電控圖 圖11:電機控制電路意圖 Munro 熔斷器:預(yù)計單車價值量將提升約20%,激勵熔斷器滲透率提升帶動量價齊升。熔斷器是電路過電流保護器件,800V要求熔斷器在絕緣、耐壓等級等方面進行改進調(diào)整;新型激勵熔斷器通過接收控制信號激發(fā)保護動作,當(dāng)前已逐步應(yīng)用于新能源汽車,200-250元,800V平臺下保守方250-300元。圖12:熔斷器應(yīng)于新源汽保護示圖 圖13:新能源汽熔斷數(shù)量價格中熔電氣招股說明書 資料來源:中熔電氣招股說明書,繼電器:高性能要求驅(qū)動附加值,單車價值量提升需求具有高確定性,800V下產(chǎn)品性能要求提高,附加值提升:高壓直流繼電器作為自動控制開關(guān)元件,起到高壓電路控制和安全保護作用,新能源車對高壓直流繼電器具有剛性需求;800V平臺電壓電流更高、電弧更嚴(yán)重,對高壓直流繼電器耐壓等級、載流能助于附加值提高。4-52目前A800800V電壓平臺單車價值量將提升40%21-2只、預(yù)充回路1只方案;商用車功率更高,配置約4-8只;直流充電樁常規(guī)配2只。圖14:新能源汽中繼器應(yīng)示意圖 圖15:新能源汽熔斷數(shù)量價格第一電動網(wǎng), 資料來源:第一電動網(wǎng),高壓連接器&線束:高壓趨勢確立,絕緣材料有望受益汽車線束是汽車電路的網(wǎng)絡(luò)主體與中樞神經(jīng)系統(tǒng),主要由導(dǎo)線、端子(連接器)及接插件和護套三部分組成。按照線束電壓劃分,汽車線束可分為高壓線束和低壓線束。12V400V的或更高性與使用安全性。圖16:電動乘用車高壓線纜結(jié)構(gòu)資料來源:線束工程師(微信公眾號)表4:高壓線束性能要求性能 要求耐壓 乘用車般使額定壓600VAC/900VDC、商用一般用額壓1000VAC/1500VDC耐電流 根據(jù)高系統(tǒng)件的流量常在250A,部分功率機可到400A性能 要求125150200150耐溫屏蔽性能
資料來源:線束工程師(微信公眾號),圖17:高壓連接在整高壓統(tǒng)中的局 圖18:高壓連接迭代程資料來源:線束工程師微信公眾號, 資料來源:中熔電氣招股說明書、中信證券研究根據(jù)線束工程師微信公眾號,目前單輛電動車配置15-20個高壓連接器,單價在100-250ASP2500400V800V后,高壓連接400V800V的轉(zhuǎn)化接口,有望帶動高壓連接器單車價值量上升。表5:高壓線束系統(tǒng)價值拆分結(jié)構(gòu)平均售價(元)高壓連接器100~250元?15~20個高壓線纜交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜XLPE800硅橡膠電纜1000充電插座直流充電插座300-400/個交流充電插座200/個資料來源:華經(jīng)產(chǎn)業(yè)研究院,▍電池&主輔材:快充電池高頻上市,主輔材升級兼顧性能與安全電池端:快充產(chǎn)品百花齊放,充電效率大幅提升快充性能得到大幅提升。10min充電,400km續(xù)航。2022623CTP255Wh/kg4C快充性能,10min10%-80%SOC1000km20234C麒麟電池。2023816日,公司4C10min時還可(-℃也可0分鐘閃充%7km,低溫虧電,零百加速性能不衰減。圖19:寧德時代麟池10min實現(xiàn)10%-80%SOC快充 圖20:寧德時代麟電可現(xiàn)4C快充 資料來:寧時代網(wǎng) 資料來:寧時代網(wǎng)圖21:寧德時代行池10min實現(xiàn)10%-80%SOC快充 圖22:寧德時代行電可全域快充/ 資料來:寧時代網(wǎng) 資料來:寧時代網(wǎng)480kW202293SFC48010min10%70%SOC,最大充電功率達0Wmn可實現(xiàn)續(xù)航km0mn可實現(xiàn)續(xù)航0km。圖23:欣旺達SFC480快充電池資料來源:欣旺達官方微信公眾號??”電池系統(tǒng)助力5大圓柱電池實現(xiàn)min超快充。2年215ππ4695大圓52.3平方毫米9min超級快充,滿電續(xù)航里程達到500-1000km。圖24:億緯鋰能4695大圓柱電池能實現(xiàn)9min超快充2022年億緯鋰能新產(chǎn)品新技術(shù)發(fā)布會S電池最高可實現(xiàn)C2年9月9ochoutoS電池具備從24C到C的充放電倍率,10min400km的續(xù)航里程。圖25:孚能科技SPS電池實現(xiàn)5C充放電率 圖26:孚能科技SPS電池電10分鐘續(xù)航達400km 2022孚能科技略新品發(fā)會 2022孚能科技略新品發(fā)會C3年4汽車百人會上發(fā)布全新產(chǎn)品One-Stop極簡設(shè)計理念,%0WkC+快充。圖27:中創(chuàng)新航頂流圓柱池性能數(shù) 圖28:中創(chuàng)新航頂流型結(jié)優(yōu)勢 中新航網(wǎng) 中新航方微公號主材端:核心關(guān)注負極石墨改性+硅負極進展快充性能的重要掣肘在于負極,關(guān)注石墨改性+硅負極進展。動力電池快充性能的重輸路徑長;另一方面石墨電極電位低,高倍率快充下石墨電極極化大,電位容易降到0V以下而析鋰。石墨改性:包括表面包覆、混合無定型碳(硬碳、軟碳,無定型碳內(nèi)部為高度無序的碳層結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)Li+的快速嵌入,防止充電過快情況下,出現(xiàn)循環(huán)性能快速衰降等情況。例如,采用包覆材料如瀝青對石墨材料改性可以避免石墨與電解液直接接觸,阻止溶劑分子的共嵌入導(dǎo)致的石墨結(jié)構(gòu)破壞,提高石墨材料的循環(huán)性能。表6:不同包覆量負極材料的電性能測試樣品編號ABCD包覆量(%)05710首次放電容量(mAh/g)316.56327.24329.22330.82首次充放電效率(%)89.0993.4194.1394.45循環(huán)3次后放電容量(mAh/g)324.23325.12329.36332.15((Si:0.4VvsC:0.硅負極理論克容量是石墨材料032mh/,目前高端產(chǎn)品已經(jīng)達到360-365mAh/g,接近理論容量上限,而硅材料理論克容量達4200mAh/g1%-2%,并且能夠忍受更大的充電電流。綜上,硅負極的快充性能極優(yōu)。表7:不同負極材料性能對比天然石墨人造石墨中間相碳微球軟碳硬碳石墨烯鈦酸鋰硅基材料比容量(mAh/g)340~370310~370280~340250~300250~400400~600165~1701000~4200首充效率(%)90%~93%90%~96%90%~94%80%~85%80%~85%30%98%~99%60%~92%循環(huán)壽命(次)>1000>1500>1000>1000>150010>30000300~500工作電壓(V)0.20.20.20.520.520.51.550.3~0.5快充性能一般一般一般優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀倍率性能差良好優(yōu)秀優(yōu)秀優(yōu)秀差優(yōu)秀一般安全性一般良好良好良好良好良好優(yōu)秀良好應(yīng)用方向數(shù)碼/動力數(shù)碼/動力動力動力/儲能動力/儲能動力動力/儲能動力資料來源:《鋰離子電池負極材料產(chǎn)業(yè)化技術(shù)進展》(陸浩,2016),《純電動車用鋰離子電池發(fā)展現(xiàn)狀與研究進展》(安富強,2019),導(dǎo)電劑:提高充放電效率與極片加工性,受益快充需求提升。導(dǎo)電劑的主要作用是在活性物質(zhì)之間、活性物質(zhì)與集流體之間起到收集微電流的作用,以減小電極的接觸電阻,和鋰電池的使用壽命。從分類上來看,炭黑和導(dǎo)電石墨屬于傳統(tǒng)導(dǎo)電劑,碳納米管、碳纖維和石墨烯屬于新型導(dǎo)電材料,建議關(guān)注導(dǎo)電需求提升帶來的產(chǎn)品性能需求提升。SuperPSuperP流選擇SuperP作為主流導(dǎo)電炭黑。碳納米管:極大提升導(dǎo)電性,有效抑制硅基負極的膨脹。碳納米管分為多壁碳納10好。此外,單壁碳納米管的高柔韌性和長徑比,還可有效解決硅基負極的膨脹問題。圖29:單壁/多壁碳米管意圖 圖30:單壁碳納管的勢 OCSiAl官網(wǎng) OCSiAl官網(wǎng)圖31:單壁碳納管結(jié)圖 圖32:硅包覆碳嵌入納米管資料來:新源網(wǎng) 資料來鋰離電池極材研究進李春圖33:單壁碳納米管使硅基負極電池的循環(huán)性能提升四倍OCSiAl官網(wǎng),。注:添加TUBALL單壁碳納米管,可使用更高含量的SiOx助力實350Wh/kgTUBALL?20%SiO300Wh/kg800Wh/l15%以上。導(dǎo)電劑-/碳負極材料的(劉旭燕,朱新杰,陸友才等,在10mh/g的低電流密度下,該種材料的1599mAh/g200mA/g94.9%。此2000mA/g碳/951mAh/g的高可逆比容量。圖34:自機械抑制石墨烯復(fù)合硅基負極材料制備()隔膜涂覆:芳綸涂覆兼具熱穩(wěn)定性與高浸潤性。隨著對電池性能需求的提升,單一隔膜難以滿足全方面的性能要求(主要是熱收縮溫度、刺穿強度要求,迫切需要多重優(yōu)異注液效率及充放電功率。相比于其他材料,芳綸涂覆熱穩(wěn)定性、浸潤性優(yōu)勢明顯,符合隔膜安全需求提升的長期發(fā)展趨勢。圖35:隔膜涂敷電池影響 圖36:涂覆隔膜品分類 資料來源:恩捷股份公司公告,繪制 資料來源:高工鋰電電解液:關(guān)注新型電解質(zhì)配方對快充的發(fā)展。LiFSI具有更高的導(dǎo)電率、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,能顯著提升電池的低溫性能、循環(huán)壽命和耐高溫性能等指標(biāo)。圖37:不同溫下LiFSI與LiPF6對于石體系芯的能影對比 UnravelingtheroleofLiFSIelectrolyteinthesuperiorperformanceofgraphiteanodesforLi-ionbatteries(Sung-JinElectrochimicaActa輔材端:主被動熱管理需求保障安全,邊際需求持續(xù)提升快充下電池發(fā)熱量增大,對電池?zé)峁芾硇枨筇嵘?斐鋾r需要對電芯提前加熱,但溫度太高會加劇電芯的老化,因此需要熱管理系統(tǒng)保證電芯處于合理溫度范圍內(nèi)。主動熱管理:液冷是動力電池主要冷卻方式,關(guān)注液冷板全新布局方式。液冷是動力電池冷卻的主流技術(shù),其冷卻速度更快、換熱系數(shù)更高。相比其他兩種冷卻方式,液冷式本提效尤為重要。液冷方式主要以液冷板的形式放置于兩電芯之間。圖38:液冷板在芯中使用點 圖39:不同液冷式參對比 資料來源:森蔚汽車官網(wǎng) 興源鋰電,被動熱管理:集成化程度進一步提升,隔熱/散熱材料用量提升。為了防止讓電池單體自燃擴散至整個動力電池包,一般廠商通過控制影響(如隔熱)和保持溫度(如泄壓、散熱)CTP200-300元/輛上升800~1000元/輛,用膠點、種類也呈現(xiàn)多樣化趨勢。圖40:電芯用膠詳解 圖41:電池包用詳解 漢高官網(wǎng),繪制 漢高官網(wǎng),繪制▍充電樁:液冷配合快充,預(yù)計加速滲透車樁兩端同時發(fā)力,高壓快充成為主流V3V2145kW250kW;20228S4480kW,單樁最大電流為60,峰值的充電功率為W,5分鐘內(nèi)可對小鵬G9實現(xiàn)充電20km(CTC表8:特斯拉超充樁對比V1超充樁V2超充樁V3超充樁峰值功率100kW145kW250kW功率分配雙樁動態(tài)共用150kW雙樁動態(tài)共用150kW單樁獨享250kW充電槍線徑-36.33mm23.87mm發(fā)布時間201220142019tesla官網(wǎng),汽車之家,豪車事微信公眾號圖42:特斯拉V2/V3超充樁充曲線 圖43:小鵬S4超充樁 InsideEVs 充電樁:直流快充樁逐漸替代交流慢充樁,單樁價值量大幅提升直流充電樁充電效率更高。從技術(shù)角度來看,交流充電樁輸出單相或三相交流電,需要通過車載充電機(OBC)轉(zhuǎn)換成直流電給車載電池充電,由于車載充電機功率較小,一7kW、40kW8-10h,一般安裝在小區(qū)停車場等地;直O(jiān)BC50kW80kW、160kW20-90min,一般安裝在商業(yè)廣場、公共停車場、高速公路服務(wù)區(qū)等。表9:直流充電樁和交流充電樁對比對比項目 交流充電樁(慢充) 直流充電樁(快充需要通車載電機(OBC)將流電轉(zhuǎn)換成直流電給電池充電輸入電壓成直流電給電池充電輸入電壓220V380V充電功率7kW、40kW等普遍≥50kW充電時間8-10h20-90min充電接口7接口(5大孔、2小孔)9接口(2大孔、1中孔、6小孔)適用車型乘用車乘用車、出租車、公交車適用場景居民小區(qū)停車場商業(yè)廣場、公共停車場、高速公路服務(wù)區(qū)等優(yōu)點技術(shù)成熟、安裝成本低充電快缺點充電慢制造、建設(shè)、運營成本較高
無需通過OBC,可直接對電池充電搜狐汽車,(隨車配建202210302.870.996.621%20221042.3%,201836.7%圖44:我國充電保有結(jié)構(gòu)萬臺) 圖45:我國公共電樁構(gòu)(%) 0
公共直流樁(萬臺)公共交流樁(萬臺)私人樁(萬臺)302.8302.896.670.92018 2019 2020 2021 2022
公共直流(%) 公共交流(%)63.363.358.361.759.057.736.741.738.341.042.32018 2019 2020 2021 2022中充電盟, 中充電盟從交流慢充到直流快充,單樁價值量大幅提升約10倍以上。UU7-40kW7kW,公共三相交流充40kW2000-500050kW3充樁逐漸替代交流慢充樁,充電樁的單樁價值量將提升約10倍以上。圖46:交流慢充和直快充功率和格對(kW,萬) UU充電樁微信公眾號,充電模塊:大功率充電趨勢下,充電模塊品質(zhì)要求進一步提升直流充電設(shè)備的快充能力是通過大電流和高壓化來實現(xiàn)大功率的電能輸出,這對充電模塊的性能提出了更高的要求。隨著電壓和功率等級的提升,充電模塊的電力電子功率變換電路拓撲、嵌入式軟件控制算法、高頻磁性元件設(shè)計、大功率散熱結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面的難度也隨之提高,同時也要保證其安全性和可靠性,對充電模塊廠商提出了新的要求,進一步提高了充電模塊的技術(shù)門檻。要求一:同尺寸下進行功率升級。提高直流充電設(shè)備輸出功率主要通過增加充電模塊數(shù)量或提高單個充電模塊的功率,以提高直流充電設(shè)備總功率的方式實現(xiàn)。但是考慮到充單模塊功率模塊體積企業(yè)的體積功率密度,發(fā)現(xiàn)各家產(chǎn)品之間存在一定差異,平均體積功率密度大概在W/cm33.5W/cm3甚至更高水平。圖47:市場主要電模產(chǎn)品率密度算 企業(yè)部分產(chǎn)品型號基本指標(biāo)輸出特征外觀尺寸(mm)重量(kg)功率(kW)體積功率密度(W/cm3)質(zhì)量功率密度(W/g)英飛源REG75060A458*218*84≤13202.381.54REG1K0100390*385*110≤21301.81.43REG1K0100A2395*300*84≤15303.012.00REG1K0135390*385*110≤21.1402.421.90盛弘股份SER75015K3B395*218*869152.031.67SER75020K3B460*218*8410202.372.00SER100020K2C411*238*8610202.382.00碳化硅50kW新品——17.550——2.86通合科技TH20F10025C7460*218*84≤13202.371.54TH30F10025C7437.5*300*84≤15302.722.00TH40F10030C7437.5*300*84≤20403.632.00優(yōu)優(yōu)綠能UR100020-SW459*248*84<10.5202.091.90UR100030-SW438*336*84<15.5302.431.94UR100040-SW438*336*84<15.5403.242.58永聯(lián)科技NXR75030H395*226*84≤11202.671.82UXR100030459*360*85≤20302.141.50UXR100040459*360*85≤20402.852.00麥格米特三相模塊15kW系列436*217*88——151.8——三相模塊20kW系列(國網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))458*218*84——202.38——三相模塊20kW系列(高功率密度)501.8*256.4*41.6——203.74——三相模塊30kW系列440*390*87——302.01——英威騰EVC-MR75040N475*230*130≤15302.112.00華為R100020G1518*218*84(不帶包材)≤16(不帶包材)202.111.25R100020G2518*218*84(不帶包材)≤16(不帶包材)202.111.25R100030G1458*218*84(不帶包材)≤15(不帶包材)303.582.00R100040G1438*218*120(不帶包材)≤17(不帶包材)403.492.35R100040G2438*218*120(不帶包材)≤17(不帶包材)403.492.35資料來源:各公司官網(wǎng),優(yōu)優(yōu)綠能招股說明書,測算SiCMOSFETIGBT兩種,各自適用于不同的電壓范圍,在充電模塊方面Si基器件,SICMOS具有更低的導(dǎo)通損耗、更低的開關(guān)損耗、更高的升充電模塊的功率密度、延長充電模塊的使用壽命、降低運營商和樁企的運維成本。圖48:SiC-MOSFET性能優(yōu)勢加顯著 圖49:盛弘股份布用SICMOS的充電塊產(chǎn)品 資料來源:電產(chǎn)品界 資料來:盛電氣方微公號要求二:散熱方式的改進和優(yōu)化。對充電樁運營企業(yè)來說,充電樁故障率和噪音擾民是兩大難題,其中充電樁的故障率直接影響到站點的盈利水平和用戶的使用體驗。充電樁圖50:風(fēng)冷散熱式下電模內(nèi)部積導(dǎo)致塊故障 資料來源:英飛源技術(shù)官方微信公眾號獨立風(fēng)道和液冷散熱有望成為未來充電模塊主流散熱方式。為降低噪音,提升產(chǎn)品防護性能,行業(yè)內(nèi)主流生產(chǎn)商不斷改進散熱模式,發(fā)展出獨立風(fēng)道散熱和液冷散熱方式。獨立風(fēng)道散熱:通過優(yōu)化風(fēng)道設(shè)計,將電子元器件設(shè)計在模塊上方密閉箱體中,集中貼在散熱器內(nèi)側(cè),風(fēng)扇僅對散熱器外側(cè)吹風(fēng)進行散熱,使電子元器件免于粉塵污染和腐蝕,大大減少了產(chǎn)品故障率,提高了充電模塊的可靠性和使用壽命。液冷散熱:與風(fēng)冷充電模塊相比,液冷充電模塊系統(tǒng)內(nèi)部的發(fā)熱器件通過冷卻液3~510圖51:充電模塊不同散熱方式原理圖資料來源:優(yōu)優(yōu)綠能招股說明書充電運營:目前以收取電費和服務(wù)費為主,充電樁時間利用率是盈利核心充電定價公式為“電價電費我們以市場主(:-:(1.4265元/kWh0.8265元/kWh,服務(wù)0.6元(的充電電價為1.6469元/kWh,其中電費為0.8469元/kWh,服務(wù)費為0.8元/kWh。圖52:充電運營目前充電入主要括電和服費兩分 資料來源:星星充電APP,特來電APP充電樁運營端盈利模型測算:充電樁利用效率是影響盈利的核心因素。我們以50kW直流樁為例,測算充電樁單樁盈利模型。1、單樁初始投資測算經(jīng)我們測算,單個50kW直流充電樁的初始投資成本約5.7-6萬元,對應(yīng)單W初始投資約1.14-1.2元/W,具體測算如下:(內(nèi)含監(jiān)控系統(tǒng)0.5元50kW直流樁的設(shè)備投資約2.5萬元;1-1.3萬元;表10:50kW直流充電樁初始投資額測算項目內(nèi)容單樁投資額(萬元)設(shè)備投資直流充電設(shè)備(內(nèi)含監(jiān)控系統(tǒng)成本)2.5土建和施工投資包括平面布置、電纜電線采購裝配、頂棚裝配等1-1.3配電側(cè)設(shè)備投資包括繼電保護、低壓電器、電表等2.2合計5.7-6資料來源:無敵電動網(wǎng),測算2、單樁成本測算經(jīng)我們測算,單個50kW直流充電樁的固定成本約1.38萬元,具體測算如下:50%6%0.18萬元;100.6萬元;設(shè)備維護+10%0.6萬元。表11:50kW直流充電樁單樁固定成本測算項目單位成本測算單位初始投資萬元6.0自有資金投入萬元3.0貸款資金萬元3.0貸款比例%50%貸款利率%6%1-利息費用萬元0.18折舊年限年102-折舊費用萬元0.6設(shè)備維護(10%的初始投入)
萬元 0.6單樁年均成本合計 萬元 1.38資料來源:知乎@瑞云服務(wù)云,測算單個充電樁的可變成本一般包括兩個部分:1)電費:考慮到消費者對電費價格比較為了簡化模型,這部分不做考慮;2)停車場服務(wù)費分成/運維成本等:部分停車場要求按一定比例對充電服務(wù)費進行分成以及其他后期運維成本等,假設(shè)該部分成本為服務(wù)費的10%。3、單樁收入、盈利、投資回收期測算我們測算,單個50kW直流充電樁的年均收入約1.75萬元,年均利潤約0.2萬元,年現(xiàn)金流凈額約0.8萬元,靜態(tài)投資回收期約8年。具體假設(shè)條件如下:8%;0.5元/kWh;10%。表12:50kW直流充電樁單樁收入、盈利及投資回收期測算項目單位收入測算理論充電上限kWh438000單樁利用效率%8%度電服務(wù)費收入元/kWh0.5單樁充電服務(wù)費收入萬元1.75單樁年均可變成本萬元0.
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