電力設(shè)備與新能源-快充行業(yè)系列之二：車載電源

免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。1證券研究報告華泰證券快充行業(yè)系列之二：車載電源快充行業(yè)系列之二：車載電源車載電源是新能源汽車的核心零部件之一，一輛純電動汽車一般配備一臺電。800V快充趨勢下，OBC向大功率(11kW、22kW等)、雙向充電發(fā)展，DC/DC可靠性要求升級、用量或增加。我們看好快充車車載電源集成產(chǎn)品已成為行業(yè)主流產(chǎn)品，2021年國內(nèi)集成產(chǎn)品占比達50%。功能實現(xiàn))、高電壓化(800V快充趨勢帶來電源系統(tǒng)升級)、新材料應(yīng)用(引功率半導(dǎo)體成本占比高，預(yù)計2027年車載電源全球市場規(guī)模593億交流樁的占比高度相關(guān)：(1)從總量來看，政策與市場合力推動下，國內(nèi)達80-90%,短期預(yù)計將保持穩(wěn)定。我們預(yù)計2027年全球車載電源市場規(guī)模達593億元，23-27年CAGR為17.31%。電力設(shè)備與新能源電力設(shè)備與新能源增持(維持)邊文姣申建國迪(弗迪動力);(2)傳統(tǒng)零部件供應(yīng)商Tier1,如法雷奧、大陸集團；(3)第華泰證券正文目錄 3車載電源：新能源汽車內(nèi)部實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的重要部件 3車載充電機(OBC):外部輸入的交流電轉(zhuǎn)直流，為動力電池充電 4車載DC/DC變換器：動力電池輸出的高壓電轉(zhuǎn)低壓，為低壓部件供電 6車載電源集成產(chǎn)品：以O(shè)BC、DC/DC為核心的集成產(chǎn)品 7轉(zhuǎn)換效率、功率密度、可靠性等為主要性能指標 8技術(shù)趨勢：集成/雙向充電/高電壓/新材料應(yīng)用 集成化：從物理集成向系統(tǒng)集成演化 雙向充電：雙向OBC助力V2X功能實現(xiàn) 高電壓化：800V快充趨勢帶來電源系統(tǒng)升級需求 新材料應(yīng)用：引入第三代半導(dǎo)體材料，降本提效 市場空間：2027年全球市場規(guī)模達593億元 直接材料成本占比高，OBC價值量逐年下降 交流樁占比維持穩(wěn)定，車載電源市場空間廣 產(chǎn)業(yè)鏈：市場集中度高，第三方供應(yīng)商占主導(dǎo) 第三方供應(yīng)商：頭部企業(yè)各有千秋、陸續(xù)上市 20風險提示 22免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。3華泰證券車載電源：“三電系統(tǒng)”重要能量樞紐車載電源屬于新能源汽車“電控總成”中的關(guān)鍵電氣零部件。車載電源一般指車載充電機與高壓配電盒(PDU)集成，也被稱為“小三電”)為代表的車載電源集成產(chǎn)品。較傳統(tǒng)燃油車，新能源汽車的核心在于“三電系統(tǒng)”(電池總成、電機總成和電控總成)。電池總成主要包括電池和電池管理系統(tǒng)(BMS);電機總成主要包括電機、電機控制器等；電控總成包括OBC、車載DC/DC變換器、電動空調(diào)、PTC、PDU和其他高壓部件，其中，OBC、車載DC/DC變換器為主要部件。電控總成電控總成直流克電口12V低壓電池“小三電”是銜接新能源汽車三種不同電壓、為“三電系統(tǒng)”提供匹配電源的能量樞紐，其失效會間接導(dǎo)致汽車無法啟動。車載電源助力完成電能從汽車外部傳輸至內(nèi)部各部件。從能量的輸入開始來看，OBC的一端連接新能源汽車的充電口，當充電樁為新能源汽車充電時，OBC將外部輸入的民用單相交流電(220V)或工業(yè)用三相交流電(380V)轉(zhuǎn)換為動力電池可以使用的直流電壓，充入動力電池中。車載DC/DC變換器則將動力電池輸出的高壓直流電轉(zhuǎn)換為12V、24V、48V等低壓直流電，為儀表盤、車燈、電動轉(zhuǎn)向等低壓車載電器或設(shè)備提供電能。動力電池電機控制器整車控制器空調(diào)/剎車/管理系統(tǒng)其他低壓“大三電”“小三電”高壓配電盒逆變器資料來源：《用于集成車載電源的高性能SiCDC-DC的多域建模與優(yōu)化設(shè)計研究》(李良浩，2023),華泰研究華泰證券 車載充電機(OBC):外部輸入的交流電轉(zhuǎn)直流，為動力電池充電種電池充電裝置，將外部輸入的交流電轉(zhuǎn)化為直流電輸出給電池。OBC用于通過充電補能的新能源汽車，其輸出電壓與車載電池充電能夠動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流、電壓參數(shù)，同時提供充電時的多種保護措施。OBC按照電能能否雙向傳遞，可分為單向OBC和雙向OBC,雙向OBC除了為電池充電，還可以將動力電池的直流電逆變?yōu)榻涣麟?、輸送給地面電氣設(shè)備或電網(wǎng)。電池管理器電池管理器交流充電口(慢充接口)直流充電口(快充接口)高壓配電箱資料來源：《新能源汽車快慢充小知識(二)》(李運西，2021),富特科技招股說明書，華泰研究控制信號控制信號充電槍單相交流電單相充電喚醒電壓直流電充電插座交流電網(wǎng)資料來源：《新能源汽車結(jié)構(gòu)與原理》(瑞佩爾，2018),華泰研究OBC一般采用兩級式架構(gòu)，電路拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計影響功率密度。OBC按照連接方式，可分為傳導(dǎo)式充電機和感應(yīng)式充電機。傳導(dǎo)式是指通過充電線束將電能充入動力電池中，感應(yīng)式則是利用電磁轉(zhuǎn)換進行電能的無線傳輸。目前以傳導(dǎo)式為主，感應(yīng)式小范圍應(yīng)用于公交車等公共充電領(lǐng)域。傳導(dǎo)式OBC主要分為單級式和兩級式，目前兩級式為主流架構(gòu)，即由兩級結(jié)構(gòu)組成，前級AC/DC矯正模塊用于功率因數(shù)校正(APFC),在交流電轉(zhuǎn)換為直流電的過程中，可減少電能損耗；后級DC/DC變換模塊用于實現(xiàn)隔離、調(diào)節(jié)電壓至適用于動力電池系統(tǒng)。各級拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計影響OBC的功率密度，拓撲結(jié)構(gòu)是指電路中不同類型的功率器件、電磁元件等的連接方式。十+資料來源：《具有逆變功能的集成式車載電源系統(tǒng)的研究與開發(fā)》(余榮磊，2023),華泰研究OBC主要由APFC電路、功率電路、控制電路等組成。APFC電路對交流輸入電流進行功率校正。功率電路主要由半導(dǎo)體器件、磁性器件以及開關(guān)接口器件等組成。控制電路是實現(xiàn)與電源管理進行通信，控制功率變換輸出以及進行各種保護、報警的裝置。其中，整流橋負責完成交流電與直流電的轉(zhuǎn)換，一般由多個二極管或晶體管構(gòu)成，二極管、晶體管等功率半導(dǎo)體是交流、直流電轉(zhuǎn)換的核心器件。車載充電機備用2(NC2)66免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。5免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。6華泰證券車載DC/DC變換器：動力電池輸出的高壓電轉(zhuǎn)低壓，為低壓部件供電車載DC/DC變換器是一種銜接高壓動力電池與車載低壓系統(tǒng)的裝置，為低壓用電器供電。純電動汽車包含動力電池和低壓蓄電池兩種電池，動力電池是純電動汽車的核心驅(qū)動力，通過外部電源進行充電，可以回收和存儲部分制動能量；而車燈、空調(diào)、音響等低壓用電設(shè)備無法直接從高壓動力電池取電，而是從低壓蓄電池取電，或通過車載DC/DC變換器從高壓動力電池取電，低壓蓄電池中儲存的能量也是通過車載DC/DC變換器從高壓動力電池取電獲得。動力電池+資料來源：威邁斯招股說明書，華泰研究車載DC/DC變換器通過開關(guān)管調(diào)控電壓。車載DC/DC變換器的一般由開關(guān)管、電感、電容等電子元件組成。DC/DC變換器通過開關(guān)管的打開與關(guān)閉，控制輸入電壓的占空比，實現(xiàn)對于輸出電壓的調(diào)節(jié)。當高壓電池系統(tǒng)輸出的直流電壓經(jīng)過DC/DC變換器時，開關(guān)管會周期性地打開和關(guān)閉，從而使電感和電容在開關(guān)管的控制下，將電壓轉(zhuǎn)換為需要的電壓水平，并在輸出端口輸出穩(wěn)定的電壓。資料來源：《一種新能源汽車及其車載DCDC變換器》專利(科世達，2019),華泰研究資料來源：《一種新能源汽車及其車載DCDC變換器》專利(科世達，2019)華泰研究車載DC/DC變換器以隔離型變換器為主。DC/DC變換器按照輸入和輸出端是否存在電氣隔離，可分為隔離型變換器和非隔離型變換器。隔離型變換器中加入變壓器等隔離元件將高低壓隔離，通過改變變壓器的匝數(shù)比可以實現(xiàn)對輸出電壓的動態(tài)調(diào)整，安全系數(shù)較高，按照拓撲結(jié)構(gòu)不同，分為移相全橋(FSFB)變換器、LLC型諧振變換器等；而非隔離型中沒有隔離元件。目前車載DC/DC變換器以隔離型變換器為主，F(xiàn)SFB的應(yīng)用較多。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。7電力設(shè)備與新能源華泰證券 (a)FSFBPDU電機控制器三合一總成蓄電池動力電池華泰證券電力設(shè)備與新能源華泰證券 轉(zhuǎn)換效率、功率密度、可靠性等為主要性能指標車載電源的生產(chǎn)流程包括表面貼裝(SMT)、插件(DIP)、組裝、測試四個環(huán)節(jié)。據(jù)富特科技招股說明書，雖然不同車載電源產(chǎn)品在產(chǎn)品形態(tài)、集成方案、技術(shù)質(zhì)量標準等方面存在差異，但原材料、研發(fā)技術(shù)、設(shè)計方案具有相似性，所以工藝流程也基本相似，主要都包括：1)SMT段：包括自動上板、激光鐳雕、錫膏印刷與檢測、貼片、回流焊接、自動光學(xué)檢測等工序；2)DIP段：包括波峰焊、電路檢測、功能檢測、噴三防漆、點膠等工序；3)組裝段：包括組裝、功能初測等工序；4)測試段：包括功能終測、老化測試、氣密測試、包裝等工序。組裝段車載電源的性能指標包括轉(zhuǎn)換效率、功率密度、可靠性等。1)轉(zhuǎn)換效率：輸出功率與輸入功率之比。OBC和DC/DC變換器的轉(zhuǎn)換效率分別代表動力電池充電和電壓轉(zhuǎn)換過程中的能耗水平。轉(zhuǎn)換效率越高，則能量損耗越少。提升轉(zhuǎn)換效率的方式主要包括功率半導(dǎo)體等關(guān)鍵元件的更新迭代，以及電路拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)化。根據(jù)《GB/T40432-2021電動汽車用傳導(dǎo)式車載充電機》標準，轉(zhuǎn)換效率分為90%~<92%、92%~<94%、≥94%三個級別。目前業(yè)內(nèi)頭部企業(yè)可以做到≥96%,根據(jù)富特科技招股說明書，其OBC的最高轉(zhuǎn)換效率可2)功率密度：車載電源的額定功率與體積或重量之比。功率密度越高，則電能轉(zhuǎn)換更高效、材料成本更低。根據(jù)富特科技招股說明書，其車載高壓電源系統(tǒng)的功率密度可達3.2kW/L,為行業(yè)較高水平。功率密度的提升主要通過提高功率，以及減小體積或重量兩大途徑。在功率方面，可以通過提高功率、轉(zhuǎn)換效率來實現(xiàn)，對于OBC,A00級以上乘用車上的輸出跟據(jù)迪龍電源官微，輸出功率大于5kW的OBC占據(jù)市場較大份額。對于DC/DC變換器，乘用車用功率一般在0.5-2kW。在減小體積或重量方面，主要通過集成化來實現(xiàn)。3)可靠性：包括抗振動、耐高/低溫、耐腐蝕、電磁兼容、使用壽命等方面的要求，降低故障率。對于DC/DC變換器，其使用頻率與工作時長比OBC長，可靠性要求更高，同時由于功率較大的負載投切時低壓母線上的負載電流將產(chǎn)生較大階躍，DC/DC變換器需要快速動態(tài)響應(yīng)，一般要求其輕滿載切換的響應(yīng)時間達到10ms以內(nèi)。華泰證券車載電源行業(yè)的壁壘在于供應(yīng)商資質(zhì)、技術(shù)與人才、規(guī)模等。1)供應(yīng)商資質(zhì)壁壘：整車廠會對供應(yīng)商進行嚴格的資質(zhì)認證，認證周期長、難度大。2)技術(shù)與人才壁壘，配合客戶定制化需求：①整車廠對車載電源產(chǎn)品的功率密度、轉(zhuǎn)化效率等核心指標有非常高的要求，其還需與車內(nèi)其他零部件互相兼容，需要企業(yè)進行長時間的技術(shù)迭代。②車載電源是一種跨學(xué)科、綜合性產(chǎn)品，交叉融合了電力電子、自動控制、現(xiàn)代計算機等技術(shù)，對技術(shù)人員要求較高，具有人才壁壘，例如高頻大功率開關(guān)電源技術(shù)、整車電磁兼容技術(shù)、可靠性設(shè)計技術(shù)均有較高難度。③在高壓化、集成化等行業(yè)趨勢下，車載電源生產(chǎn)企業(yè)需要持續(xù)對產(chǎn)品進行迭代升級，技術(shù)壁壘還會在此過程中不斷積累。3)規(guī)模壁壘：規(guī)?；a(chǎn)有利于降低成本，提升企業(yè)盈利能力。 免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。OBC和DC/DC變換器耦合起來OBC和DC/DC變換器耦合起來率密度高，體積小，成本低展訴求明確。間布局，提升乘坐體驗和儲物能力。路，但是整體結(jié)構(gòu)仍較大。磁集成除了物理集成，還可以通過從拓撲層面改變磁網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，減小電路磁元件使用數(shù)量，實現(xiàn)電氣集成。上，利用單個磁元件實現(xiàn)多個磁元件功能的集成。磁集成技術(shù)磁性元件是車載電源中重要減小磁件的體積、重量，降低磁件損耗，提高電源的功率密度、效率和輸出品質(zhì)。集成磁件集成磁件分立磁件華泰證券利用電器原理的通融和共用特性，進一步將功率部件、軟件等融合，集成范圍不斷拓展。除了最常見的二合一、三合一，部分企業(yè)進行了進一步迭代，形成了大三電(驅(qū)動電機、電控、減速器)+小三電集成所形成的“六合一”產(chǎn)品，以及進而與BMS、整車控制器等集成所形成的“七合一”“八合一”“十合一”等產(chǎn)品，集成范圍不斷拓展。2023年4月，華為推出十合一超融合A級車動力域模塊，通過芯片融合、功率融合、功能融合和域控融圖表20:威邁斯“電驅(qū)+電源”多合一集成產(chǎn)品圖圖表21:華為十合一超融合A級車動力域模塊雙向充電：雙向OBC助力V2X功能實現(xiàn)雙向OBC可以滿足新能源汽車雙向充放電的需要。傳統(tǒng)的OBC只能為動力電池充電，而不能實現(xiàn)向外供電。雙向OBC可實現(xiàn)的功能包括V2L(Vehicle-to-load,車對負載)、V2V為移動電源、應(yīng)急電源向其他負載或其他新能源汽車供電，使得新能源汽車具備移動分布式儲能設(shè)備的功能；另一方面，可以實現(xiàn)新能源汽車與電網(wǎng)之間的能量互動，用電低谷時用較低的電價給汽車充電并儲存電量，在用電高峰期把電力賣給電網(wǎng)，賺取差價收益，助力削峰填谷。綱領(lǐng)性文件出臺，V2G或加速發(fā)展。2024年1月4日，國家發(fā)改委等四部門發(fā)布《關(guān)于加強新能源汽車與電網(wǎng)融合互動的實施意見》,提出到2025年，我國車網(wǎng)互動技術(shù)標準體系初步建成；到2030年，我國車網(wǎng)互動技術(shù)標準體系基本建成，市場機制更加完善，車網(wǎng)互動實現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用，智能有序充電全面推廣，新能源汽車成為電化學(xué)儲能體系的重要組成部分，力爭為電力系統(tǒng)提供千萬千瓦級的雙向靈活性調(diào)節(jié)能力。目前，V2G在技術(shù)層面上已經(jīng)可以實現(xiàn)，但商業(yè)模式仍不清晰。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。12華泰證券高電壓化：800V快充趨勢帶來電源系統(tǒng)升級需求高電壓架構(gòu)下，OBC向11kW、22kW等大功率方向發(fā)展。高電壓趨勢下，OBC將逐從3.3kW、6.6kW的低功率單相系統(tǒng)，向可以滿足800V等更高架構(gòu)下充電需求的11kW、22kW等大功率方向發(fā)展。在OBC的前級PFC模塊中，11kW、22kW的情形下，輸入電流從單相220V交流電變?yōu)槿?80V交流電。在后級DC/DC變換模塊中，相較于400V,800V架構(gòu)下MOSFET耐壓從650V或750V提升至1200V。車型混動/插電混動純電通勤車地電通勤車/卡車電動高性能/商用車0-100%充電2.75小時7小時7.5小時9小時3.GaN關(guān)健事項1.功率密度：輕量化車型需要更小、更1.成本：經(jīng)濟型電動汽車需要低成本以1.功率密度：關(guān)注OBC+DCDC一體1.功率密度：高性能汽車空間小，但需輕的OBC安裝至逆變器縮小與燃油車價格差距式設(shè)計等趨勢，最大限度提高功率密度要快速充電2.成本：OBC在汽車中的成本占比需2.功率密度：小型車要求重量輕、體積2.效率；更高的功率輸出提升效率價值2.效率：更高的功率輸出提升效率價值與乘用車相同小3.成本：標準級電動汽車需要低成本以3.成本；批量商用車需要最低成本3.數(shù)率：要求摩托車/電動滑板車快速3.效率：更快、更便宜的充電彰顯系統(tǒng)縮小與燃油車價格差距資料來源：Wolfspeed官網(wǎng)，華泰研究資料來源：芝能汽車官微，華泰研究資料來源：芝能汽車官微，華泰研究新能源汽車的充電方式包括交流慢充、直流快充，對應(yīng)充電樁的直流樁和交流樁，直流樁是三相電通過功率轉(zhuǎn)化模塊(AC/DC)轉(zhuǎn)換成可以給電池充電的交流電；交流樁即兩相電/三相電通過OBC給電池充電。所以只有使用交流電充電(慢充)時需要使用OBC。中短期內(nèi)直流快充對OBC用量的影響有限。考慮到1)目前存量充電樁以交流樁為主(占比80-90%),快充基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、用戶習慣的轉(zhuǎn)變需要時間；2)根據(jù)中國汽車工程學(xué)會《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》,要構(gòu)建慢充普遍覆蓋、快充(換電)網(wǎng)絡(luò)化部署來滿足不同充電需求的立體充電體系，規(guī)劃到2025/2030/2035年慢充端口保有量達到1300萬/7000萬/1.5億端以上，公共快充端口保有量達到80萬/128萬/146萬端。這意味著，未來交流慢充與直流快充將協(xié)同發(fā)展，交流慢充憑借低成本等優(yōu)勢仍為主流；3)雙向OBC免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。13長期來看，直流快充的普及對OBC或有一定替代作用。1)隨著高壓快充直流樁的全面鋪開，對于交流充電的需求減少；2)高電壓架構(gòu)下對于OBC可靠性的要求提升，而OBC故障率高、維修成本高。目前已有部分整車廠開始嘗試“去OBC”。2021年，蔚來在推出的ET7車型上首次取消了交流充電口，且后續(xù)新車型也沿用了該設(shè)計。2023年10月上市的極越01也取消了交流充電口。此外，對于家用的交流充電樁，也可能將OBC從車上取消、遷移至充電樁內(nèi)部；加拿大Hillcrest推出了一款不需要OBC也可以實現(xiàn)交流慢充與對外放電的高效逆變器解決方案。整體來看，未來的方案尚不明確。CNOLONGER個T直流快充或?qū)⑻嵘鼶C/DC的單車價值量及用量。一方面，800V高壓系統(tǒng)下，對耐壓(需要具備寬輸入寬輸出能力)和絕緣的可靠性設(shè)計要求更高，產(chǎn)品升級將帶來價值量的提升；另一方面，DC/DC的單車用量可能增加。據(jù)聯(lián)合電子官微，目前有五種常見的800V高壓架構(gòu)升級方案，方案一(車載部件全系800V,電驅(qū)升壓兼容400V直流樁)具有綜合優(yōu)勢，短期有望快速推廣。此外，方案二(車載部件全系800V,新增DC/DC,兼容400V直流樁)、方案四(僅直流快充相關(guān)部件為800V,其余部件維持400V,新增DC/DC)均需新增一個DC/DC,即單車價值量增加約1000元，這兩種方案在未來也有可能推廣。圖表28:五種800V高壓架構(gòu)升級方案資料來源：聯(lián)合電子官微，華泰研究無電池并聯(lián)環(huán)流潛在風險400V/800VDC/DC安全要電池并聯(lián)環(huán)流潛在風險；華泰證券方案一方案二方案四方案五資料來源：聯(lián)合電子官微，華泰研究新材料應(yīng)用：引入第三代半導(dǎo)體材料，降本提效功率半導(dǎo)體的主要功能是實現(xiàn)電力設(shè)備的電能變換和電路控制，對車載電源的性能有重要影響。功率半導(dǎo)體主要包括分立器件和集成電路(IC),分立器件主要是功率器件，包括晶體管(IGBT、MOSFET等)、二極管、三極管、晶閘管等；IC包括模擬IC、邏輯IC等。有時也專稱功率器件為“功率半導(dǎo)體”。功率半導(dǎo)體的技術(shù)壁壘較高，以常見的功率器件IGBT為例，由于開關(guān)頻率高，對其可靠性的要求通常較高；在保證可靠性的前提下，還需要盡可能降低導(dǎo)通損耗和開關(guān)損耗，以提升功率密度，這對供應(yīng)商的技術(shù)水平提出了較高要求。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。15電力設(shè)備與新能源華泰證券 從功率半導(dǎo)體的材料來看，車載電源中碳化硅取代傳統(tǒng)硅基已成為大勢所趨，已有部分企業(yè)在OBC、DC/DC中使用。第三代半導(dǎo)體材料是指碳化硅(SiC)、氮化鎵(GaN)、氧化鋅(ZnO)、金剛石、氮化鋁(AIN)等寬禁帶半導(dǎo)體材料，一般禁帶寬度(Eg)>2.3eV。不同代際的半導(dǎo)體之間并非技術(shù)替代的關(guān)系，而是由于材料不同，應(yīng)用場景有所區(qū)別。第三代半導(dǎo)體材料具有高功率特性、高效率和低損耗特性、高頻率特性等優(yōu)勢，更適合用于制作高溫、高頻、大功率、抗輻射器件，因而廣泛應(yīng)用于光電子器件、電力電子器件等領(lǐng)域。其中，SiC是目前應(yīng)用最成熟的第三代半導(dǎo)體材料，其次是GaN,而ZnO、金剛石、AIN等材料的相關(guān)研究尚處于起步階段。從應(yīng)用端來看，比亞迪、特斯拉、豐田、吉利、上海大眾等車企已經(jīng)開始在OBC、DC/DC中使用SiCMOSFET。據(jù)Wolfspeed官網(wǎng)披露的數(shù)據(jù)，SiC系統(tǒng)的成本比Si系統(tǒng)低近20%。Si系統(tǒng)的成本更高主要是因為DC/DC模塊中的柵極驅(qū)動和磁性元件數(shù)量相對較多。雖然較單個Si基二極管和功率晶體管，分立式SiC基功率器件的成本更高；但在系統(tǒng)中采用時，SiC器件的性能可減少所需元件的數(shù)量，從而降低電路元件成本以滿足支持各種功率器件功能的要求。除了成本節(jié)約外，SiC系統(tǒng)在3kW/L的功率密度下可實現(xiàn)97%的峰值系統(tǒng)效率，而使用Si的OBC僅可在2kW/L的功率密度下實現(xiàn)95%的效率，這一系統(tǒng)效率的提升可為消費者帶來每年平均40美元的能源節(jié)約。資料來源：《第三代半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)概況剖析》(李春和鄧君楷，2017),華泰研究華泰證券市場空間：2027年全球市場規(guī)模達593億元比高達80-90%。據(jù)公司招股說明書，2022年，威邁斯、富特科技主營業(yè)務(wù)成本中直接材料占比分別為87.25%、85.30%。車載電源行業(yè)的上游主要為電力電子零部件行業(yè)，包括功率半導(dǎo)體、結(jié)構(gòu)件、阻容器件、磁元件等，其中，功率半導(dǎo)體是直接材料中的第一大成圖表34:2022年我國車載電源產(chǎn)品成本拆分車載電源的價格與功率、集成度相關(guān)，OBC價格呈逐年下降趨勢。以威邁斯為例，據(jù)威邁斯招股說明書，2020-2022年，其車載電源集成產(chǎn)品平均售價分別為2613.11元、2204.64元、2399.34元(平均約為2500元),OBC平均售價分別為2468.23元、2020.81元、1724.36元(平均約為2000元),車載DC/DC變換器平均售價分別為1107.55元、1008.46元、993.76元(平均約為1000元)。對于2024年，我們預(yù)計碳化硅價格下降將進一步帶來使用碳化硅的車載電源產(chǎn)品價格下降，碳化硅的導(dǎo)入有望提速。車載電源行業(yè)的發(fā)展與充電樁的保有量及交流樁占比高度相關(guān)。新能源汽車主要包括純電動汽車(BEV)、增程式電動汽車(REEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)、燃料電池汽車(FCEV)四類。目前，以BEV為主、REEV和PHEV為輔的新能源汽車市場結(jié)構(gòu)已基本形成，而FCEV尚未得到充分發(fā)展。在此背景下，充電樁的保有量及交流樁的占比成為電力設(shè)備與新能源華泰證券電力設(shè)備與新能源 政策與市場合力，充電樁保有量快速增長。完善充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將有助于緩解補能焦慮，促進新能源汽車滲透率的提升。1)政策方面：2020年5月，《2020年政府工作報告》正式將充電樁納入七大“新基建”產(chǎn)業(yè)。數(shù)量規(guī)劃上，從2022年1月《國家發(fā)展改革委等部門關(guān)于進一步提升電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實施意見》中所提出的滿足2000萬輛電動車的目標，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檫_到車樁比1:1的動態(tài)指引。2)需求方面：近年來，我國新能源汽車市場蓬勃發(fā)展，據(jù)公安部數(shù)據(jù)，2023年全國新能源汽車保有量達2041萬輛，為2018年末261萬輛的7.8倍。充電需求也由此不斷增加，據(jù)EVCIPA,2023年全國新能源汽車充電樁保有量達859.6萬臺，為2018年末77.7萬臺的11倍。交流樁占比維持高位，我們預(yù)計中短期內(nèi)保持穩(wěn)定。交流電充電與直流電充電各有優(yōu)缺點，直流電充電的功率高、速度快，但占地面積大、建設(shè)成本高、配電要求高，一般適用于高速服務(wù)區(qū)快充站、公交車和出租車集中充電站等專用充電站場景；交流充電雖然速度較慢，但具有占地面積小、配電要求低、安全性高等優(yōu)點，覆蓋了日常生活中的絕大多數(shù)場景，短期仍占據(jù)主流地位。據(jù)EVCIPA,2018-2023年，我國交流充電樁占比維持在80-90%,且相對穩(wěn)定。其中，私人充電樁占全國充電樁保有量約60%,是充電樁的主要構(gòu)成部分，且均為交流充電樁。在此背景下，整車配備交流充電裝置已成為新能源汽車行業(yè)的慣例，以O(shè)BC為核心組成之一的車載電源市場空間廣闊。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。18電力設(shè)備與新能源華泰證券2027E全球車載電源市場規(guī)模達593億元，23-27年CAGR達17.31%。車載電源行業(yè)隨著新能源汽車行業(yè)的發(fā)展而興起。對于新能源乘用車銷量，沿用我們2023年12月29日外發(fā)報告《鋰電材料復(fù)盤與2024年展望》中的預(yù)測數(shù)據(jù)。對于單車價值量，在乘用車領(lǐng)域，我們參考頭部企業(yè)威邁斯的車載電源集成產(chǎn)品價格2400元為2022年行業(yè)均價，按照每年同比下降5%/5%/3%/3%/2%來預(yù)測未來單價。針對800V高壓平臺場景，參考《中國高壓快充產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告(2023-2025)》中的數(shù)據(jù)，假設(shè)帶來800元增量。假設(shè)每輛車配備一臺OBC+DC/DC集成產(chǎn)品，計算得出市場規(guī)模預(yù)測值。商用車領(lǐng)域，考慮到大多數(shù)商用車已經(jīng)“去OBC”化，且新能源商用車市場遠小于乘用車，故在上述估算中忽略不計。我們預(yù)計，2027年車載電源全球市場規(guī)模為593億元，23-27年CAGR為17.31%。新能源乘用車銷量全球新能源乘用車銷量(萬輛)800V高壓架構(gòu)滲透率(%)全球800V高壓架構(gòu)車銷量(萬輛)單車價位量車載電源集成產(chǎn)品單價(元/臺)車載電源集成產(chǎn)品單價-800V(元/臺)市場空間全球市場規(guī)模(億元)資料來源：EV-Volumes,CleanTechnica,華泰研究預(yù)測華泰證券 產(chǎn)業(yè)鏈：市場集中度高，第三方供應(yīng)商占主導(dǎo)車載電源行業(yè)的上游為電力電子零部件供應(yīng)商，中游為車載電源供應(yīng)商，下游為整車廠。行業(yè)內(nèi)企業(yè)主要包括三類：1)整車廠，如特斯拉(新美亞)、比亞迪(弗迪動力),由于進入行業(yè)較早，形成了垂直一體化的供應(yīng)鏈模式，但隨著第三方供應(yīng)商的發(fā)展，整車廠已經(jīng)逐步轉(zhuǎn)向第三方供應(yīng)商進行采購；2)傳統(tǒng)燃油車零部件供應(yīng)商Tier1,如法雷奧、大陸集團，憑借技術(shù)積累，從傳統(tǒng)燃油車零部件切入新能源汽車零部件領(lǐng)域；3)第三方供應(yīng)商，如威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技，基于電力電子領(lǐng)域的技術(shù)積累，轉(zhuǎn)型進入新能源汽車零部件領(lǐng)域。國內(nèi)乘用車OBC市場集中度高，第三方供應(yīng)商占據(jù)主導(dǎo)地位。據(jù)NETimes數(shù)據(jù)，2020-2023年，中國乘用車OBC(含集成產(chǎn)品)的CR3由43.2%提升至61.1%,CR10由87.8%提升至92.60%,市場集中度進一步加強。其中，威邁斯、富特科技、欣銳科技等第三方供應(yīng)商持續(xù)占據(jù)頭部地位，其面臨良好發(fā)展機遇，1)第三方供應(yīng)商一般會同時為多個整車廠的多款車型供應(yīng)車載電源，有利于技術(shù)積累和方案儲備，開發(fā)效率更高，具有規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢；2)在造車新勢力崛起、互聯(lián)網(wǎng)科技公司切入新能源賽道的背景下，這兩類客戶由于相對缺乏產(chǎn)業(yè)鏈積累，更傾向于選擇專業(yè)的第三方供應(yīng)商。123253534447666898759力華集團8臺達電子0!華泰證券第三方供應(yīng)商：頭部企業(yè)各有千秋、陸續(xù)上市車載電源第三方供應(yīng)商包括威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技等。英搏爾、欣銳科技分別于2017年、2018年在創(chuàng)業(yè)板上市，威邁斯于2023年7月在科創(chuàng)板上市.富特科技正處于IPO申報階段。威邁斯：國內(nèi)乘用車OBC出貨量第一的第三方供應(yīng)商，磁集成降本見成效。威邁斯成立于2005年，產(chǎn)品包括車載電源系列、電機控制器、電驅(qū)總成，以及液冷充電樁模塊等。2017年成功量產(chǎn)車載電源集成產(chǎn)品，成為業(yè)內(nèi)最早實現(xiàn)OBC、DC/DC和其他部件集成的廠商之一。800V車載電源集成產(chǎn)品已獲得小鵬、理想、嵐圖等客戶定點，其中小鵬G9于2022年上市，為國內(nèi)首批800V高壓平臺車型之一。公司磁集成技術(shù)領(lǐng)先。通過磁集成方案實現(xiàn)功率級整合，實現(xiàn)重量降低、體積減小、成本降低：應(yīng)用碳化硅的產(chǎn)品已有一定規(guī)模。公司積極進行海外布局，已向Stellantis集團量產(chǎn)銷售車載電源集成產(chǎn)品，并取得雷諾、阿斯頓馬丁、法拉利等海外車企定點，是行業(yè)內(nèi)最早向境外知名整車廠出口的境內(nèi)廠商之一。欣銳科技：攜手碳化硅頭部企業(yè)布局碳化硅電源方案，開拓大功率市場。欣銳科技成立于2005年，產(chǎn)品包括車載電源系列、大功率充電產(chǎn)品、氫能與燃料電池專用產(chǎn)品(DCF)等。2017年開始與小鵬合作，已配套了小鵬P7i、G6等車型，且是G6車型車載電源的獨家供應(yīng)商。公司SiC材料布局領(lǐng)先，2013年將科銳(CREE,現(xiàn)更名為Wolfspeed)的SiC方案正式應(yīng)用于車載電源產(chǎn)品中；2023年與Wolfspeed簽署合作協(xié)議，推進SiCMOSFET在新能源汽車及充電樁領(lǐng)域的應(yīng)用，與安森美共同打造的聯(lián)合實驗室投入使用。海外布局方面，2023年11月公告與偉世通在美國組建合資公司從事聯(lián)合開發(fā)的汽車零部件產(chǎn)品的制造和供應(yīng)。富特科技：深度布局車載電源集成產(chǎn)品，技術(shù)指標領(lǐng)先。富特科技成立于2011年，產(chǎn)品包括車載電源系列，以及液冷超充樁電源模塊、智能直流充電樁電源模塊等非車載高壓電源系統(tǒng)。公司是目前國內(nèi)少數(shù)同時布局車載高壓電源系統(tǒng)和非車載高壓電源系統(tǒng)的企業(yè)，關(guān)鍵技術(shù)指標業(yè)內(nèi)領(lǐng)先，OBC覆蓋3.3kW/6.6kW/11kW/22kW.DC/DC覆蓋0.5kW-5kW.OBC最高轉(zhuǎn)換效率可達96%,車載高壓電源系統(tǒng)的功率密度可達3.2kW/L。英搏爾：發(fā)力電驅(qū)與電源總成產(chǎn)品，技術(shù)水平與出貨量排名位居前列。英搏爾成立于2005年，主要產(chǎn)品包括電源系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、電機、電控等。公司是國內(nèi)新能源汽車領(lǐng)域少數(shù)同時具備驅(qū)動系統(tǒng)、電源系統(tǒng)兩大產(chǎn)品矩陣的頭部企業(yè)，六合一動力系統(tǒng)產(chǎn)品(集成驅(qū)動總成和電源總成)技術(shù)領(lǐng)先、量產(chǎn)交付能力強。800V方面，公司已推出基于800V高壓架構(gòu)的高功率密度的第三代電源總成產(chǎn)品。對比四家企業(yè)可以發(fā)現(xiàn)：1)從營收和歸母體量來看，威邁斯保持領(lǐng)先。2020-2022年，威邁斯營業(yè)收入分別為6.57億元、16.95億元、38.33億元，歸母凈利潤分別為0.06億元、0.75億元、2.95億元，持續(xù)快速增長；2)從車載電源集成產(chǎn)品毛利率來看，威邁斯、富特科技基本相當，高于欣銳科技。欣銳科技毛利率較低主要由于受下游客戶以及自身經(jīng)營等因素影響，其產(chǎn)能及規(guī)模優(yōu)勢未能得到充分發(fā)揮所致；3)從主要客戶來看，各家均獲得了優(yōu)質(zhì)的客戶資源，威邁斯積極進行海外布局，踐行“走出去”戰(zhàn)略，是最早向境外知名整車廠出口的境內(nèi)廠商之一：4)從第三代半導(dǎo)體技術(shù)應(yīng)用來看，各家均有布局，并實現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。免責聲明和披露以及分析師聲明是報告的一部分，請務(wù)必一起閱讀。21電力設(shè)備與新能源華泰證券圖表43:2020-2022年車載電源頭部企業(yè)研發(fā)費用對比圖表45:2020-2022年車載電源頭部企業(yè)OBC毛利率對比圖表42:2020-2022年車載電源頭部企業(yè)歸母凈利潤對比困表44:2020-2022年車載電源頭部企業(yè)集成產(chǎn)品毛利率對比圖表46:2020-2022年車載電源頭部企業(yè)DC/DC毛利率對比比亞迪力華集團豐田臺達電子吉利1)新能源車銷量不及預(yù)期的風險新能源汽車需求受到國內(nèi)外宏觀經(jīng)濟情況、新能源產(chǎn)業(yè)政策、居民消費能力等多重因素影響，若新能源汽車需求低迷、銷量不及預(yù)期，將對車載電源銷量產(chǎn)生一定沖擊。2)車載電源行業(yè)競爭加劇風險行業(yè)內(nèi)企業(yè)進一步擴充產(chǎn)能、其他領(lǐng)域生產(chǎn)企業(yè)進入車載電源行業(yè)等因素可能加劇車載電源市場競爭程度。3)原材料價格波動風險芯片、功率器件等半導(dǎo)體材料是車載電源系列產(chǎn)品的重要原材料，且部分公司進口依賴程度較高，若國際政治經(jīng)濟形勢發(fā)生不利變化、上游原材料價格大幅上漲，將影響行業(yè)整體盈利能力。4)提及的產(chǎn)業(yè)鏈公司不代表對公司研究覆蓋或投資推薦本文所提及的產(chǎn)業(yè)鏈公司僅系客觀信息數(shù)據(jù)的整理，不代表對公司研究覆蓋或投資推薦。免責聲明分析師聲明本人，申建國、邊文姣，茲證明本報告所表達的觀點準確地反映了分析師對標的證券或發(fā)行人的個人意見；彼以往、現(xiàn)在或未來并無就其研究報告所提供的具體建議或所表達的意見直接或間接收取任何報酬。一般聲明及披露本報告由華泰證券股份有限公司(已具備中國證監(jiān)會批準的證券投資咨詢業(yè)務(wù)資格，以下簡稱“本公司”)制作。本報告所載資料是僅供接收人的嚴格保密資料。本報告僅供本公司及其客戶和其關(guān)聯(lián)機構(gòu)使用。本公司不因接收人收到本報告而視其為客戶。本報告基于本公司認為可靠的、已公開的信息編制，但本公司及其關(guān)聯(lián)機構(gòu)(以下統(tǒng)稱為“華泰”)對該等信息的準確性及完整性不作任何保證。本報告所載的意見、評估及預(yù)測僅反映報告發(fā)布當日的觀點和判斷。在不同時期，華泰可能會發(fā)出與本報告所載意見、評估及預(yù)測不一致的研究報告。同時，本報告所指的證券或投資標的的價格、價值及投資收入可能會波動。以往表現(xiàn)并不能指引未來，未來回報并不能得到保證，并存在損失本金的可能。華泰不保證本報告所含信息保持在最新狀態(tài)。華泰對本報告所含信息可在不發(fā)出通知的情形下做出修改，投資者應(yīng)當自行關(guān)注相應(yīng)的更新或修改。本公司不是FINRA的注冊會員，其研究分析師亦沒有注冊為FINRA的研究分析師/不具有FINRA分析師的注冊資華泰力求報告內(nèi)容客觀、公正，但本報告所載的觀點、結(jié)論和建議僅供參考，不構(gòu)成購買或出售所述證券的要約或招攬。該等觀點、建議并未考慮到個別投資者的具體投資目的、財務(wù)狀況以及特定需求，在任何時候均不構(gòu)成對客戶私人投資建議。投資者應(yīng)當充分考慮自身特定狀況，并完整理解和使用本報告內(nèi)容，不應(yīng)視本報告為做出投資決策的唯一因素。對依據(jù)或者使用本報告所造成的一切后果，華泰及作者均不承擔任何法律責任。任何形式的分享證券投資收益或者分擔證券投資損失的書面或口頭承諾均為無效。除非另行說明，本報告中所引用的關(guān)于業(yè)績的數(shù)據(jù)代表過往表現(xiàn)，過往的業(yè)績表現(xiàn)不應(yīng)作為日后回報的預(yù)示。華泰不承諾也不保證任何預(yù)示的回報會得以實現(xiàn)，分析中所做的預(yù)測可能是基于相應(yīng)的假設(shè)，任何假設(shè)的變化可能會顯著影響所預(yù)測的回報。華泰及作者在自身所知情的范圍內(nèi)，與本報告所指的證券或投資標的不存在法律禁止的利害關(guān)系。在法律許可的情況下，華泰可能會持有報告中提到的公司所發(fā)行的證券頭寸并進行交易，為該公司提供投資銀行、財務(wù)顧問或者金融產(chǎn)品等相關(guān)服務(wù)或向該公司招攬業(yè)務(wù)。華泰的銷售人員、交易人員或其他專業(yè)人士可能會依據(jù)不同假設(shè)和標準、采用不同的分析方法而口頭或書面發(fā)表與本報告意見及建議不一致的市場評論和/或交易觀點。華泰沒有將此意見及建議向報告所有接收者進行更新的義務(wù)。華泰的資產(chǎn)管理部門、自營部門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