充电桩：能源互联网入口，负荷集聚的基石-华泰证券.pdf

免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 1 证券研究报告 电力设备与新能源 能源互联网入口，负荷集聚的基石 华泰研究 电力设备与新能源 增持 (维持) 研究员 申建国 SAC No. S0570522020002 SFC No. BSK177 shenjianguo@htsc.com +(86) 755 8249 2388 研究员 边文姣 SAC No. S0570518110004 SFC No. BSJ399 bianwenjiao@htsc.com +(86) 755 8277 6411 研究员 张志邦 SAC No. S0570522020003 SFC No. BSJ772 zhangzhibang@htsc.com +(86) 10 5679 3931 行业走势图 资料来源：Wind，华泰研究 2022年10月19日│中国内地 专题研究 充电桩：新能源汽车行业的基础，未来能源互联网的入口 全球能源结构变革之际，负荷侧调节成为提升电力系统调峰能力的关键，兼 具负荷信息和调节能力的充电桩有望成为未来能源互联网的重要入口。新能 源车销量高增提振充电市场需求。新基建、稳增长政策背景下，充电桩迎来 发展高潮，设备制造和桩站运营共振向上。充电设备制造市场景气上行，新 能源汽车火热叠加充电方式升级刚需创造广阔市场空间。运营端借助大数据 等技术实现盈利模式升级，业务附加值提升创造广阔价值蓝海。运营模式创 新加筑行业门槛，竞争格局逐步优化。电池端结构与材料创新助推快充产业 化，电池技术升级+车企车型布局引领快充时代。 制造端：信息升级叠加补能提速，设备市场景气上行 充电设备市场空间广阔，国内桩企大有可为。要完成发改委提出的到 2025 年车桩比达到 1:1的目标，各地亟需进一步加快充电基础设施建设进度。据 我们测算，预计22-25年期间充电桩市场建设规模有望达到 2942亿元。生 活节奏加快，充电市场大幅缩短。高压平台直流快充可直击补能痛点，车企 纷纷加速布局 800V 高压快充平台。高达 300-500kW 的充电功率下，车辆 仅需 6-10 分钟就能迅速补能，显著改善车主出行体验。充电模块价格持续 下降，制造端成本压力减轻，推动直流充电桩普及。直流充电增加信息传输， 实时监控与远程调节共同保障车桩安全。 运营端：模式升级拓展盈利渠道，后市场大数据分析开发增值服务 在传统以服务费为主要盈利来源的单一充电业务运营模式下，提升利用率成 为增加盈利的关键。据我们测算当服务费为 0.5 元/kWh 时，单个直流桩利 用率在接近 5%时能够达到盈亏平衡点，随着利用率的提升，盈利能力对利 用率的敏感度逐渐减弱。大数据技术、智能电网等技术助力盈利模式升级， 光储充一体化实现峰谷套利；V2G 有序充电实现反哺电网获利；“充电+后 市场服务”拓展盈利渠道，加速数据变现。运营端存在多重门槛，“马太效 应”明显，2021年公共充电桩运营市场 CR4高达74.24%，龙头优势显著， “位置好+懂运营”是未来竞争关键。 整车端：车企车型布局，快充趋势明确 能量密度提升速度趋缓，提升补能效率的重要性逐渐体现。快充能缓解用户 里程焦虑、提升用户体验，我们预计其将成为新能源乘用车的重要补能方式。 快充的技术路径主要有两种：高电压或者大电流。特斯拉选择大电流，保时 捷、国内新势力选择高电压。以 800V为代表的高电压相较大电流方式能减 少能耗、降低材料损耗，我们预计将成为主流路线。海内外车企密集推出高 电压路线为主的快充新车型，未来以中国超级方案为主导的快充标准统一化 有望加速快充产业化进程。 电池端：电池结构+材料技术升级助推快充普及 电池层面的技术创新助力快充性能的实现。一方面，结构设计层面，通过扩 大散热面积、降低内阻等方式，缓解由快充带来的发热量大问题，另一方面， 材料层面，负极嵌锂速度慢导致析锂问题为快充主要瓶颈，通过负极材料采 用碳化包覆工艺，电解液选择 FEC 等提升倍率性能的添加剂有助提升快充 性能。以宁德时代的麒麟电池为代表的快充电池相继面市，反映快充技术日 渐成熟，有望助力快充普及。 风险提示：新能源车产销量增长低于预期；技术研发突破不及预期；政策支 持不及预期；市场竞争持续加剧。 (29) (17) (4) 9 21 Oct-21 Feb-22 Jun-22 Sep-22 (%) 电力设备与新能源 沪深300 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 2 电力设备与新能源 正文目录 充电桩：下一代能源互联网的重要入口 3 能源结构变革，负荷侧调节重要性凸显 3 能源互联网入口，兼具信息与调节能力 3 行业走向规范化，“新基建”迎来新机遇 . 5 制造端：模块与信息升级，行业跃千亿市场 . 8 车桩比有提升空间，分布呈现长尾效应 8 高压直流占比高升，解决充电时长之痛 9 充电时长仍为痛点，短时充电需求凸显 . 9 高压快充时代来临，直流占比快速提升 . 10 克服充电时空限制，新技术全方位革新 . 12 充电模块价格下降，普及速度有望加快 13 直流增加信息传输，实时监控保障安全 14 充电国标或将生变，加速快充时代到来 15 全球需求快速增长，出口业务迎来机遇 15 行业规模：千亿市场高速增长 . 17 运营端：利用率仍需追逐，新模式创造蓝海 . 19 原有模式：利用率是盈利源泉，布局点是胜负手 20 充电桩盈利分析 . 21 充电站盈利分析 . 22 改进模式：光储充一体化，降成本赚价差 . 24 潜在模式：数据服务加速变现，有序充电V2G增加收益 . 26 竞争格局：马太效应明显，“位置好+懂运营”是关键 29 整车端：快充提升用户体验，看好高电压快充普及 31 快充将显著缓解电动车续航焦虑 . 31 快充车型密集推出，产业化进程加速 32 电池端：结构与材料创新助推快充产业化 34 快充要求电池结构创新 34 负极与电解液为快充关键 34 电池厂相继推出快充产品 36 风险提示 38 MAoZrVvWhUoPnPnOnRtOoQ6M9RaQoMqQsQsQfQmNqQfQnMxOaQrQtOwMnNtQwMnPsQ 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 3 电力设备与新能源 充电桩：下一代能源互联网的重要入口 能源结构变革，负荷侧调节重要性凸显 以可再生能源为主体的新型电力系统需要负荷侧配合。为构建清洁、低碳的现代能源体系， 国内大力发展可再生能源，新能源出力的波动性对电力系统调峰能力提出了更高要求，系 统调节需求凸显。此外，我国用电负荷“尖峰化”特性显著，呈现夏/冬季较高，春/秋季较 低的“两峰两谷”特点，据国网能源院能源电力规划实验室，截至 2020年，各级电网高峰 负荷持续时间较低，超过最大用电负荷 95%的持续时间普遍低于 24小时，对应电量不足全 年用电量的 0.5%。短时高峰对电网调节提出了更多要求，调节压力凸显。从调节措施看， 单纯依靠电源侧/电网侧的灵活性资源/储能不足以保障电力系统安全运行，仍需负荷侧调节 措施配合。 图表1： 柔性负荷参与电网调节 图表2： 我国全社会用电量呈现“两峰两谷” 特点 资料来源：舒印彪于第十八届中国南方电网国际技术论坛致辞《构建新型电力系 统的八点建议》，华泰研究 资料来源：国家能源局，华泰研究 用户侧主动响应是新型电力系统区别于传统电力系统的重要内容。电力需求响应是指让用 户能更多地主动参与电力市场，减少或者推移某高峰时段的用电负荷，从而保障电网稳定 运行的行为。2022年1月，《“十四五”现代能源体系规划》提出，力争到 2025 年，电力 需求侧响应能力达到最大负荷的 3%～5%，其中华东、华中、南方等地区达到最大负荷的 5%左右。中国电机工程学会理事长舒印彪院士提出，我国应力争在 2030 年，需求侧响应 规模达到最大用电负荷的 5%-10%，在 2060年达到15%-20%。2022年9月，国际能源署 (IEA)在《清洁能源进展跟踪报告》中预测，根据2050年净零排放情景，到 2030年电动汽 车车队将超过 3 亿辆，电动汽车将占新车销量的 60%。长期看充电桩作为新能源车集聚负 荷的接口，在用户侧响应领域重要性日益凸显。 能源互联网入口，兼具信息与调节能力 充电桩具备负荷信息和调节能力，终端覆盖率高，是理想的能源互联网接口。充电桩具备 有序充电功能，协助负荷侧需求响应，此外，后续V2G技术逐步成熟后，电动汽车作为可 移动的分布式储能单元，在用电低谷期低价给电动汽车充电并储存电量，在用电高峰期高 价把电力“卖给”电网的方式获取价差收益，协助电网削峰填谷。 各地政策支持或试点充电桩参与需求响应。目前，江苏、福建、山东等省份在出台电力需 求相关政策时鼓励充电桩参与需求响应；上海、天津、江苏常州、浙江平湖等地试点充电 桩参与需求响应。根据2020年6月发布的《电动汽车与电网互动的商业前景—上海市需求 响应试点案例》数据，在每年响应 5次的情况下，私人充电桩/专用充电桩/换电站参与需求 响应的内部收益率分别达到9%/21%/101%，年均收益分别为 71/118/2520元。 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 20 16 09 20 17 01 20 17 05 20 17 09 20 18 01 20 18 05 20 18 09 20 19 01 20 19 05 20 19 09 20 20 01 20 20 05 20 20 09 20 21 01 20 21 05 20 21 09 20 22 01 20 22 05 亿千瓦时 全社会用电量 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 4 电力设备与新能源 图表3： 各地政策支持充电桩参与需求响应 地方 发布时间 文件 内容 江苏 2018年6 月 《江苏省电力需求 响应实施细则（修 订版）》 普通工业用户、负荷集成商可参与需求响应，鼓励拥有储能设施的用户和充电桩 和充电桩运营商参与响应。对通过需求响应临时性减少（错避峰）的可中断负荷 按照其响应类型和响应速度试行可中断负荷电价。 福建 2022年5 月 《福建省电力需求 响应实施方案（试 行）》 响应负荷能力在200千瓦及以上的电力用户可作为直接需求用户参与需求响应， 也可通过负荷聚合商代理参与。响应负荷能力在 200千瓦以下的电力用户由负荷 聚合商代理参与。鼓励有储能资源的用户、充电桩运营用户及当年列入有序用电 方案的用户参与响应。 山东 2022年6 月 《2022年全省电力 可中断负荷需求响 应工作方案》 电动汽车充电桩、用户侧储能、虚拟电厂运营商、以及储能运营商可作为市场主 体参与并获得收益。其中储能运营商可代理多个储能项目，包括用户侧储能和电 网侧储能，电源侧储能项目暂不参与需求响应。 资料来源：各省市官网，华泰研究 虚拟电厂技术加持，智能电网技术助力新能源汽车充放电调节。虚拟电厂是指借助信息技 术和软件系统，实现分布式电源、储能、可调负荷等多种分布式资源的聚合和协同优化的 协调管理系统。通过采用“互联网+5G+智能网关”先进通信技术，实现电网调度系统与用 户侧可调节资源的双向通信，满足电网调度对聚合商平台实时调节指令、在线实时监控等 技术要求。虚拟电厂增加区域的调节能力，为用户侧可调节资源参与市场交易、负荷侧响 应、实现电网削峰填谷提供坚强技术保障。 V2G（新能源汽车与电网能量互动）等分布式 能源接入虚拟电厂集中管理后，智能电网技术将进一步助力新能源汽车充放电调节。 图表4： 虚拟电网运作原理 图表5： 特斯拉 Powerwall智能储能系统 资料来源：北极星电力网，华泰研究 资料来源：特斯拉官网，华泰研究 新能源汽车电量消耗占比提升，新能源汽车充放电调节创造价值蓝海。根据中国汽车工业 协会的统计数据，2022年1-8月，新能源汽车产销分别达到397万辆和386万辆，同比+119.0% 和114.6%。新能源汽车产销的火热叠加动力电池持续扩容及充电速度持续提高，显著提高 了新能源汽车电量消耗。2022 年 1-8 月全国充电总量达到 129.4 亿 kWh，同比+89.8%； 2022年 8月全国充电总量占全社会用电量的比例达到0.27%，同比+0.14pct，实现新能源 汽车充电量与用电占比的双提升。伴随新能源机组大量接入电网，调节能力亟待提升，调 节价值日益凸显；叠加新能源汽车电量消耗占比有望持续攀升，新能源汽车充放电调节技 术将会在调节电网负荷、维持电网的电力电量平衡中发挥重要作用。 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 5 电力设备与新能源 图表6： 2019.01-2022.08全社会用电量及全国充电总量变化 图表7： 2019.01-2022.08全国充电总量占全社会用电量比例 资料来源：国家能源总局，中国充电联盟，华泰研究 资料来源：国家能源总局，中国充电联盟，华泰研究 行业走向规范化，“新基建”迎来新机遇 政府主导逐步转为市场主导，行业内生动力增长强劲。我国充电桩行业发展大致分为三个 阶段，第一个阶段为 2006-2014 年的萌芽期，这一阶段的特征是政府主导项目建设，项目 自主盈利能力不足，行业发展极度依赖政府补贴。第二阶段为 2015-2019 年的快速增长期 和洗牌期，这一阶段的特征是民营资本在政策吸引下纷纷入局，形成国有、民营、混合所 有制并存的产业格局；但是低端无序的“野蛮生长”过后坏桩、“僵尸桩”、运维服务缺位 等问题不断凸显，在2016年新国标开始实施后行业迎来洗牌，行业发展愈加规范。第三个 阶段为2020年至今的发展关键期，这一阶段的特征是政府补贴由充电桩制造端转向运营端， 整体补贴逻辑由“量”到“质”的变动带动了高附加值业务扩展，行业盈利引来拐点，内 生增长动力增长强劲，在“新基建”背景下行业发展迎来新机遇。 图表8： 充电桩行业重大事件梳理 资料来源：国务院、国家能源局、国家发改委、交通运输部、国家工信部、国家财政部等官网，华泰研究 “新基建”迎来新机遇，多地区明确充电桩远期发展目标。我国中央及地方政府出台了多 项保障政策，加快推进充电基础设施建设。2022年1月，发改委出台《关于进一步提升电 动汽车充电基础设施保障能力的实施意见》，提出到 2025 年，部分地区高速公路服务区快 充站覆盖率不低于80%，形成能够满足超2000万电动汽车充电需求的充电基础设施体系。 北京、上海、广东、山东等省份也提出“十四五”期间电动汽车充电桩建设发展目标，通 过政策推动为充电桩覆盖率提升及充电桩行业未来发展提供重要动力。 0 5 10 15 20 25 0 1,000 2,000 3,000 4,000 5,000 6,000 7,000 8,000 9,000 20 19 01 20 19 03 20 19 05 20 19 07 20 19 09 20 19 11 20 20 01 20 20 03 20 20 05 20 20 07 20 20 09 20 20 11 20 21 01 20 21 03 20 21 05 20 21 07 20 21 09 20 21 11 20 22 01 20 22 03 20 22 05 20 22 07 亿kWh亿kWh 全社会用电量（亿kWh） 全国充电总量（亿kWh） 0.00% 0.05% 0.10% 0.15% 0.20% 0.25% 0.30% 20 19 01 20 19 03 20 19 05 20 19 07 20 19 09 20 19 11 20 20 01 20 20 03 20 20 05 20 20 07 20 20 09 20 20 11 20 21 01 20 21 03 20 21 05 20 21 07 20 21 09 20 21 11 20 22 01 20 22 03 20 22 05 20 22 07 电动汽车用电量占比 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 6 电力设备与新能源 图表9： 中央及地方政府充电基础设施建设目标 中央政府 发改委 到2025 年，部分地区高速公路服务区快充站覆盖率不低于 80%，形成能够满足超 2,000 万电动汽车充电需求 的充电基础设施体系 地方政府 北京 到2022 年新建新能源汽车充电桩不少于 5万个 上海 到2025 年新建20 万个充电桩 广东 到2022 年建成约 18万个充电桩 山东 到2022 年充电基础设施保有量超过10 万个 江西 到2022 年实现高速公路服务区充电桩全覆盖 贵州 到2023 年累计建成电动汽车充电桩3.8万个 湖南 到2025 年电动汽车保有量超40 万个 资料来源：国务院办公厅，华泰研究 充电桩可以按照充电方式、充电接口数、安装地点、安装方式四种方式分类。按照充电方 式分类，可以分为交流、直流、交直流一体充电桩；按照充电接口数分类，可以分为一桩 一充、一桩多充；按照安装地点分类，可以分为公用充电桩与专用充电桩；按照安装方式 分类，可以分为落地式与挂壁式充电桩。 公共充电桩面向社会车辆(全部或部分)提供充电服务，公共充电桩下属两个分支分别为公用 充电桩和专用充电桩，其中公共充电桩全部开放，快充桩居多；而专用桩面向部分特定的 社会车辆服务，一般安装到单位内部场合，仅供单位内部人员使用。而私人充电桩主要供 私家车使用，且一般为慢充。共享私桩的概念介于公共桩和私人桩之间，属于个人为满足 私人车辆充电而进行自建，且可向其他车辆提供充电服务的充电桩。 图表10： 2017-2021年全国公共桩和私人桩保有量 图表11： 2017-2021年全国公共桩和私人桩保有量占比基本持平 资料来源：中国充电联盟，华泰研究 资料来源：中国充电联盟，华泰研究 设备端前期话语权较高，运营侧重要性逐步凸显。传统充电桩产业链的基本业务模式是上 游制造商加装配电设备和滤波器等器件后，组成充电桩销售给中游的运营商，然后由运营 商租赁或出售给终端用户，获取收入；前期运营端盈利较差，产业链的重心主要在设备供 应端。随着汽车保有量增加，充电桩作为能源互联网的重要入口，产业链的融合程度有所 提升，话语权呈现向运营端集中的态势，运营主体范围也相对扩大。支持端主要向运营端 提供信息技术支持，利用大数据相关技术向充电桩/站的精细化运营赋能，是产业链中的新 生力量。 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 0 20 40 60 80 100 120 140 160 2017 2018 2019 2020 2021 万个 公共充电桩 私人充电桩 公共yoy 私人yoy 51% 45% 42% 48% 44% 49% 55% 58% 52% 56% 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 2017 2018 2019 2020 2021 公共充电桩 私人充电桩 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 7 电力设备与新能源 图表12： 国内充电桩产业图谱 资料来源：各公司官网，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 8 电力设备与新能源 制造端：模块与信息升级，行业跃千亿市场 模块升级与信息升级助力能源互联网建设，充电模块价格下降利好制造端发展。与传统燃 油汽车相比，新能源汽车出行更加依赖电力输送、场地建设、充电桩投放等基础配套产业 的发展。高压直流充电桩由于具备充电时间短优势，逐渐成为市场主流选择，同时能够加 速新能源汽车的普及。伴随5G、互联网、智能网关等先进通信技术的迅速发展，以及 V2G 技术瓶颈的不断突破，充电桩所具备的功能单元持续拓展，充电系统运营更加智能化，我 们认为充电桩是未来能源互联网的一大重要入口，伴随上游充电模块价格下降，以及充电 桩智能化、信息化升级，行业有望迎来新的发展机遇。 车桩比有提升空间，分布呈现长尾效应 车桩比紧张持续改善，充电桩需求依然强烈。根据中国充电联盟的统计数据，2022 年 1-8 月，中国充电基础设施增量为 169.8 万台，同比 2021 年 1-8 月增长 300.5%。截止 2022 年 8 月，全国充电基础设施累计数量为 431.5 万台，全国新能源汽车保有量达 1170 万辆， 2022年 1-8月车桩比达 2.7:1。2022 年 1-8月，车桩增量比达到 2.3:1，“一桩难求”的局 面持续改善，但是距离发改委提出的到 2025 年中国新能源汽车与充电桩的车桩比达到 1:1 的目标仍然存在较大差距。伴随下游新能源汽车销量的持续增长，充电桩要完成车桩比目 标仍需扩大充电设施覆盖范围。 图表13： 中国新能源汽车保有量与充电桩保有量对比 资料来源：乘联会，中国充电联盟，华泰研究 分省市来看，省市间充电桩保有量呈现长尾效应。截至22年8月，国内公共桩保有量最多 的TOP10省份为广东、江苏、上海、浙江、北京、湖北、山东、安徽、河南、福建，占据 了全国公共桩总量的 71.4%。充电电量最高的省份基本与之重合，22年8月充电量最高的 省市为广东省，充电量达到了 5.5亿kWh，用电主体主要是公交车和乘用车，环卫物流车、 出租车等其他类型车辆充电量占比较小。 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 0 200 400 600 800 1,000 1,200 1,400 2017 2018 2019 2020 2021 22年1-8月 充电桩保有量(万台) 新能源汽车保有量(万台) 车桩比 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 9 电力设备与新能源 图表14： 22年 8月公共桩保有量 TOP10省市 图表15： 22年 8月充电量 TOP10省市 资料来源：中国充电联盟，华泰研究 资料来源：中国充电联盟，华泰研究 高压直流占比高升，解决充电时长之痛 充电时长仍为痛点，短时充电需求凸显 充电速度慢引发续航焦虑，充电时间长仍为新能源车行业痛点。当前水平下，车辆通过功 率为 3-7kW 的交流桩充电，需要 6-8 小时充满，通过功率为 30-200kW 的直流桩也要 1-2 小时才能充满，距离燃油车的加油速度还存在很大差距。因此，解决充电速度问题是新能 源车行业的关注重点。 一二线城市里程焦虑尤甚，短时充电需求凸显。据汽车之家研究院联合 BCG于22年8月 发布的《充电行为洞察与消费空间探索》报告中对近 3000名新能源车车主线上问卷结果显 示， 一线、二线城市由于地域更广、出行范围更大，“里程焦虑”的情况更为显著。超过 一半的一线/新一线的用户在剩余里程 50公里以上的时候就会选择充电，并且充电时间大部 分集中在 2小时以内。多数低线城市车主在剩余里程在30-50公里时、甚至在 30公里以内 才选择充电，且有43%的四/五线城市用户单次充电时长超过 2小时。 图表16： 52%一线/新一线用户充电时的剩余里程超 50km 图表17： 43%四/五线城市用户单次充电时长超 2h 资料来源：汽车之家研究院，BCG，华泰研究 资料来源：汽车之家研究院，BCG，华泰研究 35.6 11.5 11.2 10.9 10.5 8.9 7.9 7.3 6.1 5.9 0 5 10 15 20 25 30 35 40 广东省江苏省上海市浙江省北京市湖北省山东省安徽省河南省福建省 公共充电桩保有量(万台) 5.5 2.2 1.4 1.2 1.0 1.0 1.0 0.9 0.9 0.9 0 1 2 3 4 5 6 广东省江苏省浙江省河南省四川省上海市陕西省福建省河北省海南省 充电量（亿kWh） 16% 18% 24% 32% 35% 36% 37% 31% 30% 15% 16% 11% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 一线/新一线 二/三线 四/五线 ＜30km 30-50km 50-100km ＞100km 28% 19% 24% 47% 48% 34% 17% 20% 18% 8% 13% 25% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 一线/新一线 二/三线 四/五线 ＜1h 1-2h 2-4h ＞4h 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 10 电力设备与新能源 高压快充时代来临，直流占比快速提升 高压快充时代来临，充电慢问题有望迎来转机。电动车充电方式可分为交流慢充和直流快 充，要想实现快充需使用直流快充。根据 P（功率）=U（电压）*I（电流），提升充电功率 可分为提升电压与提升电流两种技术路线。高电压的优势在于在同样的功率下 1）有助于减 少发热量（根据 Q（热量）=I（电流）2R（电阻）t（时间）），提升电池安全性能以及能量 转换效率；2）能保持较长的高倍率充电区间。由于充电过程并非线性，高电流方案中，由 于发热问题，充电功率无法长时间保持峰值，因此即使峰值功率两种技术路线相同，但高 电压快充平均功率较高；3）低倍率充电能减少电池材料损耗，延长电池循环寿命；4）大 电流路线需要配套使用直径更粗线束以承载更大电流，提升成本且降低能量密度。但提升 电压需要对电驱系统、空调压缩机等元器件重新设计，以适应高压平台，杜绝高压失控风 险。 图表18： 高电压与高电流充电对比 高电压快充 高电流快充 原理 串联充电 并联充电 优点 减少发热，提升安全性与能量转换效率 降低电流，充电功率天花板更高，延长电池循环寿命 在更大区间保持较高充电功率，充电速度更快 兼容现有充电平台，成本较低 缺点 串联方式对电芯一致性要求高 需要对整车端三电系统以及充电设施改造，成本较高 热效应明显，安全性与能量利用效率低，热管理难度高 高功率充电区间较短 需配套使用更粗线束，成本与重量高 代表车企 保时捷、比亚迪 特斯拉 资料来源：高工锂电，Cleantechnica，华泰研究 以保时捷Taycan为例，为适配 800V高电压，其内部三电系统做了较多改造。同时充电桩 端的充电枪、接触器、线束等零部件也需要做相应升级。因此高电压快充前期普及成本相 对较高，需要车企与充电桩基础设施的共同配合。 图表19： 保时捷高电压快充可保持更长时间高功率充电 资料来源：Cleantechnica，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 11 电力设备与新能源 图表20： 保时捷 Taycan高压架构 注：红色部分为800V 线路 资料来源：Cleantechnica，华泰研究 高压快充显著缩短充电时长，提升用户充电感受。高电压快充主要分为三类：纯800V电压 平台、800V电池组搭载 DC/DC转换器和两个 400V低压电池组。目前 800V高压已经成为 市场主流，国内外多家车企加速布局 800V高压快充平台，高达 300-500kW 的充电功率仅 需6-10分钟就能迅速补能，补能速度已经可以媲美燃油车。充电时间缩短将显著改善出行 体验，助推新能源车普及。 图表21： 车企高压平台布局 车企类型 车企名称 建设800V 高压平台规划 自主品牌 比亚迪 全新e平台3.0，搭载 800V高压充电技术，充电5分钟，续航 150公里 极氪 所使用的SEA浩瀚智能进化体验架构，800V 电压平台，360kw超级快充 岚图 布局800V高压快充，最高支持350kw的超级快充，充电 10分钟行驶400公里 广汽埃安 发布880V高电压平台，实现最大充电功率可达 480kw 极狐 将在全国一线城市建立360kw 24 座专属超充站和 16座目的地站 长安 发布了800V电驱平台，最快可具备充电10分钟续航 200km 长城 高端品牌沙龙旗下首款车型机甲龙支持 800V 超级快充，峰值电流高达600A，可 实现充电10 分钟续航 401 公里 海外/合资 保时捷 最早发布支持800V车型Taycan 大众 纯电轿车Project Trinity，新平台支持 800V 奔驰 发布奔驰 MMA 架构，支持800V快充 奥迪 发布PPE平台，支持800V电压，直流充电峰值功率达到 270kw 造车新势力 理想 纯电车型将采用800V架构，将充电时间缩短至 10-15分钟 小鹏 在新车型G9 上将实现 800V碳化硅平台 资料来源：电池中国，华泰研究 图表22： 快充功率及时间 图表23： 特来电 480千瓦液冷超充桩 资料来源：北极星电力网，华泰研究 资料来源：特来电官网，华泰研究 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 12 电力设备与新能源 直流充电桩有效提高充电效率，协助减少充电时间。充电桩按充电方式可以分为交流充电 桩、直流充电桩和交直流一体充电桩。与直流充电桩相比，交流充电桩需要车载充电机自 己进行变压整流，要受限于车载充电机功率，一般功率较小，以 3.3 kW 和 7kW 居多。而 直流充电桩的充电功率更高，通常在 30kW-120kW，可以显著缩短充电时长。通常交流充 电桩充满电需要8-10小时，常用于私人家用停车位；而直流充电桩充满电只需20-90分钟， 因此多用于公共停车场、商城等对充电效率有较高要求的场景。 图表24： 直流、交流充电桩指标比较 直流充电桩 交流充电桩 充电方式 将交流电转化为直流电并直接对蓄电池充电 通过连接车载电源输入交流电源 输入电压（V） 380V 220V 输出电压（V） 200V-700V 220V 充电功率（kw） 30kw-120kw 7kw、14kw 充电时间 20-90min 8-10h 成本 4-5万元 800-2000元 特征 体积大、功率大、充电速度快、对蓄电池损耗影响较大 体积小、功率小、充电速度慢、对蓄电池损耗影响较小 资料来源：充电联盟，华泰研究 直流充电桩占比快速提升。根据中国充电联盟数据，截止2021年底中国公共充电桩共114.7 万台，其中直流充电桩 47.0万台，占比 40.98%；截止22年8月中国公共充电桩共 162.3 万台，其中直流充电桩 70.2万台（相比 21年底增加49.36%），占比 43.25%（相比21年 底提升 2.27pct）。 图表25： 2015-2022全球公共慢充桩、快充桩建设规模比例变化 图表26： 中国公共充电桩中交流、直流充电桩占比 注：IEA 定义的快充桩的充电功率超过 22kw，慢充桩的充电功率低于 22kW 资料来源：IEA，华泰研究 资料来源：充电联盟，华泰研究 克服充电时空限制，新技术全方位革新 无线充电、智能机器人充电打破地理限制，未来值得关注。除了研发高压快充技术缩短充 电时间之外，部分厂商已经开始布局包括无线充电技术、智能充电机器人等在内的新兴智 能充电技术，引领新能源汽车充电方式变革。电动汽车无线充电技术通过埋于地面或道路 两侧下的供电导轨以高频交变磁场的形式将电能传输给运行在地面上一定范围内的车辆接 收端电能拾取机构，进而实现车载储能设备供电。2022 年沃尔沃参与“哥德堡绿色城区” 战略计划，目前无线充电技术已经进入测试阶段，预计未来 3 年内可提供服务。智能充电 机器人的优势在于简化施工工艺，释放空间活力，便于统一管理，并且兼具成本优势。 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022E 公共慢充桩 公共快充桩 0 20 40 60 80 100 120 140 2016 2017 2018 2019 2020 2021 万个 交流桩 直流桩 交直流桩 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 13 电力设备与新能源 图表27： 沃尔沃参与“哥德堡绿色城区”战略计划 图表28： 全国首套全电共享电动汽车充电机器人系统 资料来源：腾讯网，华泰研究 资料来源：北极星电力网，华泰研究 休闲娱乐设施入局，全方位改善充电体验。除了致力于缩短充电时间、克服充电地理限制 之外，改善充电过程中的车主体验也是各充电桩运营商的努力方向。围绕充电站覆盖范围 建立娱乐和零售消费配套设施，通过提供便利店服务、小型娱乐设施、Wi-Fi 等配套服务， 可以在改善车主充电体验的同时提高充电桩利用率。例如，星星充电重庆充电站设置上下 两层休息室，包括餐饮区和休息区；星星充电西安充电站还开展了“星星全运会”活动， 并设置奖品吸引车主参与。 充电模块价格下降，普及速度有望加快 充电模块在直流充电桩成本中占比最高。直流充电桩充电速度快、功率高，但由于技术比 较复杂，所以相比交流充电桩价格更高。目前直流充电桩主要应用于公交车、大巴车、出 租车等专业化集中运维场景。2021 年，直流充电桩成本中充电模块占比最高，达到 41%， 因此直流充电桩价格对充电模块成本波动表现较为敏感。充电器和线的成本占充电桩总成 本21%，仅次于充电模块成本占比。 图表29： 直流充电桩各组件成本占比 资料来源：充电桩管家，华泰研究 充电模块价格下行，进一步提升直流充电桩普及程度。随着中国充电桩行业生产技术不断 完善以及行业规模持续扩大带来的规模效应，自 2014年起中国直流充电桩充电模块价格稳 步下行，直流充电模块价格由2014年的2.1元/W 下降到2021年的0.37元/W。充电模块 是直流桩的重要组件，随着充电模块价格下降，直流充电桩成本同步降低，普及程度得到 进一步提升。根据充电桩联盟数据，2021 年我国共有公共直流充电桩 47 万台，同比增长 52.1%，预计2022年将增至76.8万台。 充电模块 41% 充电器、线 21% 外壳 14% 主控板 7% 接触器 2% 继电器 2% 电表 1% 其他 12% 免责声明和披露以及分析师声明是报告的一部分，请务必一起阅读。 14 电力设备与新能源 图表30： 直流充电模块价格持续下降 图表31： 2018-2022中国公共直流充电桩数量及增长率 资料来源：充电桩联盟，华泰研究 资料来源：充电桩联盟，华泰研究 直流增加信息传输，实时监控保障安全 直流充电桩监测系统升级，智能充放电技术满足远程电量监测需求。为了保证充电桩的安 全运行，需要对其运行状态等进行实时监控及远程调节，实现智能化运维。同时，用户也 能够借助此功能远程查看充电进程。伴随5G远程通信技术的迅速发展，借助充电桩的信息 传输功能实现远程监测正在变得可行。通过内置的电量采集模块及电量监测模块，可以获 取充电桩输入的标准电量及生成的充电电量，再经由通讯模块将信息远程传输给监管平台， 最终由监管平台进行精准调控，为充电桩的安全运行保驾护航。 例如，亚马逊云科技使用 Amazon IoT Core和MQTT设计了下一代车辆通信系统，支持通 过远程互联时刻接收并查看车辆状态，完成车辆状态的云端呈现、脱机车辆的最后已知状 态查询、实时更改车辆状态、通过状态更改触发命令与控制等功能。 图表32： 一种基于通讯模块的充电桩远程监测系统 图表33： 亚马逊云科技下一代车辆通信系统 资料来源：X技术，华泰研究 资料来源：AWS云服务官网，华泰研究 图像、视频信息采集技术兴起，周边信息监控保障车桩安全。分散建设的充电桩仍然存在 数量庞大管理困难、互联能力弱等问题。尤其对于在地下停车场、偏远地区等网络信号较 差的地区建设的充电桩，其设备管理、信息同步、数据传输等方面面临更大挑战。同时我 国公共充电桩由于缺乏有效的监控，燃油车占用充电车位的现象仍然普遍。根据 2021年中 国充电联盟针对中国十个城市充电桩使用情况的调研数据显示，十个城市公共充电桩损坏 率高达 20%，严重降低了充电桩的使用效率。充电桩远程监控解决方案的出现，能够有效 解决上述痛点，保障车桩安全，提高充电桩利用效率，4G无线技术、无线数传模块及采集 模块等物联网设备需求有望随之快速增长。 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020