中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：在市場(chǎng)環(huán)節(jié)，800V高壓充電正逐漸成為中高端車型標(biāo)配，為充電設(shè)施帶來(lái)升級(jí)替換空間；在政策環(huán)節(jié)，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足，成為制約農(nóng)村地區(qū)新能源汽車消費(fèi)潛力釋放的核心癥結(jié)。新能源汽車下鄉(xiāng)背景下，國(guó)家發(fā)改委會(huì)同國(guó)家能源局共同推進(jìn)農(nóng)村充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)加速，充電設(shè)施建設(shè)迎來(lái)發(fā)展新階段。
中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2023年，中國(guó)累計(jì)銷售新能源汽車949.5萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)37.9%，滲透率達(dá)31.6%。在國(guó)家和地方政策的大力支持下，過(guò)去十年，中國(guó)新能源汽車銷量實(shí)現(xiàn)了高速增長(zhǎng)，累計(jì)銷售新能源汽車超過(guò)2000萬(wàn)輛，穩(wěn)居全球第一。
隨著新能源汽車滲透率的逐年提升，充電樁規(guī)模也隨之?dāng)U大，截至2023年年末，國(guó)內(nèi)充電樁保有量超過(guò)860萬(wàn)個(gè)，車樁比接近2.5。
近段時(shí)間以來(lái)，新能源車企新車型集中上市，展現(xiàn)出一批全新的新能源技術(shù)應(yīng)用。其中，為緩解補(bǔ)能焦慮，800V高壓充電已逐漸成為中高端車型標(biāo)配，帶來(lái)充電設(shè)施升級(jí)改造需求。
同時(shí)，政策層面上，國(guó)家能源局組織開(kāi)展“充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)用示范縣和示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)”申報(bào)工作，提出力爭(zhēng)到2025年底，實(shí)現(xiàn)充電站“縣縣全覆蓋”、充電樁“鄉(xiāng)鄉(xiāng)全覆蓋”，推動(dòng)落實(shí)新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展，鄉(xiāng)村充電設(shè)施建設(shè)迎來(lái)發(fā)展新階段。
按照此前規(guī)劃，到2025年，國(guó)內(nèi)將實(shí)現(xiàn)新能源車樁比達(dá)到2:1；到2030年，車樁比實(shí)現(xiàn)1:1，新能源充電樁仍面臨廣闊發(fā)展空間。
技術(shù)升級(jí) 凸顯城市更新需求
電動(dòng)汽車用電端的技術(shù)升級(jí)正對(duì)充電樁提出新的需求。
此前，中汽協(xié)在消費(fèi)者調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，“電池續(xù)航能力”依舊是用戶在“購(gòu)買新能源車時(shí)最關(guān)心的問(wèn)題”，關(guān)心續(xù)航的人數(shù)占比達(dá)到31.8%，里程焦慮依舊是推廣電動(dòng)汽車最大的障礙之一。根據(jù)調(diào)查，消費(fèi)者對(duì)新能源汽車的里程焦慮既包括續(xù)航焦慮，也包括補(bǔ)能焦慮。
從近期車企發(fā)布的新款車型看，中高端車型已經(jīng)普遍可以實(shí)現(xiàn)單車600km之上的續(xù)航里程，鋰電池的性能提升使電車在續(xù)航能力上的焦慮得到緩解。因而，電動(dòng)車補(bǔ)能速度正在成為新的消費(fèi)痛點(diǎn)。
根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟發(fā)布的數(shù)據(jù)，截至2023年年末，國(guó)內(nèi)充電樁保有量約為859.6萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)30.6%。截至2023年年末，中國(guó)新能源車保有量2041萬(wàn)輛，充電樁保有量859.6萬(wàn)臺(tái)，車樁比為2.37。
但從統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，目前，大部分電動(dòng)車的充電倍率仍在1C-2C，充電時(shí)長(zhǎng)相對(duì)較長(zhǎng)。所謂2C充電是指電池在1/2個(gè)小時(shí)（30分鐘）內(nèi)充滿；與之對(duì)應(yīng)的4C充電即指在1/4個(gè)小時(shí)，也就是15分鐘內(nèi)充滿。要實(shí)現(xiàn)4C快充本質(zhì)上就要求提升充電的功率，其解決途徑通常有兩種，分別是增大充電電流以及提高充電電壓。
根據(jù)國(guó)家推薦標(biāo)準(zhǔn)《電動(dòng)汽車傳導(dǎo)充電系統(tǒng)》，直流充電輸出電流范圍優(yōu)先選擇80A-250A。同時(shí)，受限于硅基IGBT功率器件的耐壓能力，目前市面上的大多數(shù)電動(dòng)車搭載400V電壓平臺(tái)。
因此，在400V電壓平臺(tái)下，電動(dòng)車的峰值（充電電流為250A時(shí)）充電功率約為100KW，充電10分鐘大約可以補(bǔ)充16.7kWh的電量，對(duì)應(yīng)續(xù)航約100km。以600km的續(xù)航里程計(jì)算，在峰值情況下電池包充滿仍需耗費(fèi)1個(gè)小時(shí)。
由于電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的限制，電流在超過(guò)500A以后很難再繼續(xù)提升。因此，想要繼續(xù)突破200KW級(jí)快充的限制，更經(jīng)濟(jì)的解決方式就是提高電壓。而從最近一段時(shí)間推出的新車型來(lái)看，800V電壓平臺(tái)正逐漸成為中高端車型的標(biāo)配。例如，蔚來(lái)最近推出的ET9采用的是900V 高壓架構(gòu)，整車最高電壓925V，充電峰值功率可達(dá)600kW，可實(shí)現(xiàn)充電10分鐘續(xù)航510km；極氪007四驅(qū)版在800V架構(gòu)下，最大輸出功率可達(dá)到475kW，充電10分鐘增加續(xù)航410km。小鵬X9也同樣采用800V高壓SiC碳化硅平臺(tái)+3C電芯，充電10分鐘續(xù)航最多可增加300km；此外，問(wèn)界M9的純電版車型支持800V快充，最大輸出功率可達(dá)390kW，充電10分鐘續(xù)航增加300km。
在800V級(jí)的高電壓平臺(tái)下，當(dāng)電流為500A時(shí)充電功率將提升至400kW，實(shí)現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航200-300km；100KWh電池包15分鐘即可將電量從10%充至80%，大幅減少充電所需時(shí)間。同時(shí)，在800V高壓架構(gòu)下，新能源汽車的熱損耗也將降低、車內(nèi)空間布局得到優(yōu)化，減輕的整車重量又可以帶來(lái)續(xù)航里程的進(jìn)一步提升。
NE研究院整理的數(shù)據(jù)顯示，2023年，搭載800V的新能源車型滲透率僅為2%左右。
招商證券認(rèn)為，快充正在成為消費(fèi)者購(gòu)車考慮的重要因素，800V平臺(tái)下3C、4C 快充可能較快成為中高端車標(biāo)配。招商證券預(yù)計(jì)，2024年，800V汽車滲透率有望達(dá)到7%，汽車銷售數(shù)量超過(guò)80萬(wàn)輛；2025年，800V汽車滲透率將達(dá)到15%，銷售數(shù)量突破206萬(wàn)輛。
同時(shí)，800V級(jí)別汽車的價(jià)格正從2019年的上百萬(wàn)元逐步下探至20萬(wàn)元級(jí)別。例如，最近推出的搭載800V汽車中，上汽智己LS6的定價(jià)為22.99萬(wàn)元起、華為與奇瑞合作的智界S7定價(jià)為24.98萬(wàn)元起。NE研究院認(rèn)為，隨著800V車型價(jià)格的不斷下探，預(yù)計(jì)2025年開(kāi)始進(jìn)入15萬(wàn)-20萬(wàn)元區(qū)間，800V車型滲透率有望快速提升。
隨著動(dòng)力電池技術(shù)和充電技術(shù)的不斷發(fā)展，大功率充電樁也將逐漸進(jìn)入市場(chǎng)成為主流應(yīng)用，催生替換需求。中信證券預(yù)計(jì)，到2027年，全國(guó)新增直流充電樁137萬(wàn)臺(tái)，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)空間約868億元，2022-2027年CAGR約45%；其中，隨著新增直流樁功率的逐漸提升，預(yù)計(jì)到2027年250KW以上功率的新增直流樁占比達(dá)34%。
中銀證券預(yù)計(jì)，2023-2025年，充電樁年銷量將分別增長(zhǎng)至350萬(wàn)、451萬(wàn)和573萬(wàn)臺(tái)，同比增速保持25%以上，快于新能源汽車增速，市場(chǎng)空間廣闊。
核心器件、安全防護(hù)顯著受益
隨著800V高壓快充車型的放量，充電樁需要從功率、散熱和安全三個(gè)維度進(jìn)行技術(shù)升級(jí)。其中，功率器件升級(jí)以及由此產(chǎn)生的散熱等安全問(wèn)題，是保障安全使用的重中之重。
根據(jù)中銀證券研究報(bào)告，充電模塊是充電樁的核心部件，在直流充電樁的成本構(gòu)成中，充電模塊的占比達(dá)到41%，其次為充電器(線)占比21%。充電模塊中，又以功率器件占比最高，功率器件的作用主要是用來(lái)實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換和電路控制。
中銀證券表示，由于電機(jī)控制器會(huì)在直流母線電壓基礎(chǔ)上產(chǎn)生電壓浮動(dòng)，當(dāng)直流母線電壓提升到800V，對(duì)應(yīng)的功率器件耐壓水平需提高至1200V左右。目前，主流的硅（Si）基IGBT耐壓等級(jí)在600-750V。因此，在800V電壓平臺(tái)下，原來(lái)400V平臺(tái)的硅基IGBT將不再適用高電壓路線。
隨著大功率充電樁滲透率提升，替換大功率器件成為必然。而相比硅（Si）基IGBT，碳化硅（Sic）MOSFET 具有高耐壓、低導(dǎo)通電阻、耐高頻和耐高溫的特性，可以有效提高電機(jī)的轉(zhuǎn)換效率和動(dòng)力輸出，保證電機(jī)的高效穩(wěn)定運(yùn)行，正成為大功率充電的核心器件。
同時(shí)，根據(jù)焦耳定律，當(dāng)電流每提升1倍，發(fā)熱量便會(huì)增大4倍。因此，采用大電流快充會(huì)帶來(lái)較多的發(fā)熱，也對(duì)散熱提出了較高要求，需要更高效的散熱機(jī)制。根據(jù)西部證券研究報(bào)告，目前，液冷技術(shù)正快速成為大功率充電樁的主流散熱解決方案。與傳統(tǒng)直流充電槍相比，液冷槍線可以通過(guò)循環(huán)冷卻液將熱量快速導(dǎo)出，從而使槍線可以承受較高電流。
數(shù)據(jù)顯示，普通直流充電槍最大承受電壓為1000V，最大承受電流為250A，即最大輸出功率250KW；相比之下，大功率液冷充電槍最大承受電壓1000V，最大承受電流為800A，即最大輸出功率達(dá)800KW。
中信證券認(rèn)為，充電樁更新升級(jí)將拉動(dòng)相關(guān)配套零部件的迭代需求以及價(jià)值量提升，打開(kāi)遠(yuǎn)期成長(zhǎng)空間。根據(jù)中信證券預(yù)計(jì)，到2027年，充電模塊市場(chǎng)空間將達(dá)347億元，年化復(fù)合增長(zhǎng)率超過(guò)40%，其中功率器件市場(chǎng)空間有望達(dá)104億元。
新能源車下鄉(xiāng) 充電建設(shè)先行
2023年，《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于做好2023年全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興重點(diǎn)工作的意見(jiàn)》指出，鼓勵(lì)有條件的地區(qū)開(kāi)展新能源汽車和綠色智能家電下鄉(xiāng)，新能源汽車鄉(xiāng)村推廣正式提上議程。
工信部數(shù)據(jù)顯示，截至2022年年末，中國(guó)農(nóng)村地區(qū)新能源汽車銷量約占農(nóng)村地區(qū)汽車總銷量的4%，遠(yuǎn)低于行業(yè)總體25.6%的水平，蘊(yùn)含著巨大消費(fèi)潛力。
但作為電動(dòng)汽車充換電服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不足成為制約農(nóng)村地區(qū)新能源汽車消費(fèi)潛力釋放的痛點(diǎn)、堵點(diǎn)。尤其在公共領(lǐng)域充電領(lǐng)域，充電樁結(jié)構(gòu)近幾年呈現(xiàn)明顯變化，凸顯充電樁供需矛盾。
根據(jù)中國(guó)充電聯(lián)盟公布的數(shù)據(jù)，在充電樁保有量中，私人充電樁從2016年的6萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)至2023年的587萬(wàn)臺(tái)，在整體充電樁中的占比從2016年的約29.8%增加至2023年的68.29%；公共充電樁保有量從2016年的14.1萬(wàn)臺(tái)增長(zhǎng)至2023年的272.6臺(tái)，在充電樁中的占比從2016年的70.2%降低至2023年的31.71%，車樁比為7.49；其中，具備公共快充性能的直流樁保有量?jī)H為120.3萬(wàn)臺(tái)，車樁比為16.97，遠(yuǎn)低于計(jì)劃水平。
2023年5月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè) 更好支持新能源汽車下鄉(xiāng)和鄉(xiāng)村振興的實(shí)施意見(jiàn)》（下稱“《實(shí)施意見(jiàn)》”）?！秾?shí)施意見(jiàn)》聚焦制約新能源汽車下鄉(xiāng)的瓶頸問(wèn)題，在創(chuàng)新農(nóng)村地區(qū)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)維護(hù)模式、支持農(nóng)村地區(qū)購(gòu)買使用新能源汽車、強(qiáng)化農(nóng)村地區(qū)新能源汽車宣傳服務(wù)管理等三個(gè)方面，提出了11項(xiàng)具體舉措，通過(guò)適度超前建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施、優(yōu)化新能源汽車購(gòu)買使用環(huán)境，著力推動(dòng)新能源汽車下鄉(xiāng)，不斷釋放農(nóng)村地區(qū)消費(fèi)潛力。
近日，國(guó)家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開(kāi)展“充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)應(yīng)用示范縣和示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)”申報(bào)工作的通知》（下稱“通知”）。根據(jù)《通知》，本次申報(bào)以擴(kuò)大農(nóng)村地區(qū)充電基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)為目標(biāo)，加快構(gòu)建滿足不同地區(qū)、不同類型、不同場(chǎng)景充電需求的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)新能源汽車下鄉(xiāng)。
其中，在推進(jìn)集中式公共充電場(chǎng)站建設(shè)環(huán)節(jié)，《通知》提出，要結(jié)合公共充電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，優(yōu)先在企事業(yè)單位、商業(yè)建筑、交通樞紐（站）、高速公路、國(guó)省道公路沿線服務(wù)區(qū)（站）及出入口附近等場(chǎng)所配置公共充電設(shè)施，并向易地搬遷集中安置區(qū)、鄉(xiāng)村物流基地、鄉(xiāng)村旅游重點(diǎn)村等延伸。
同時(shí)，在新建居住區(qū)，《通知》提出應(yīng)落實(shí)停車位100%建設(shè)充電設(shè)施或預(yù)留建設(shè)安裝條件的要求，具備條件的存量居住區(qū)要配建一定比例的公共充電車位；因地制宜提高公務(wù)用車中新能源汽車使用比例；鼓勵(lì)具備條件的縣鄉(xiāng)黨政機(jī)關(guān)、學(xué)校、醫(yī)院等單位加快內(nèi)部停車場(chǎng)充電設(shè)施建設(shè)并對(duì)公眾開(kāi)放等一系列措施，力爭(zhēng)到2025年年底實(shí)現(xiàn)充電站“縣縣全覆蓋”、充電樁“鄉(xiāng)鄉(xiāng)全覆蓋”，推動(dòng)落實(shí)新能源汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展。
