产业深度：2022-2025年新能源汽车高压快充产业技术方案趋势及投资机遇研究报告

 定义：快充即为快速充电，衡量单位可用充电倍率（C）表示。充电倍率越大，充电时间越短。

 实现路径：新能源汽车缩短充电时间共两条路径分别为大电流方案和高电压方案。其中，大电流快充存在能量损失严重，转换效率低以及热管理系统负担较大等劣势，高压快充具备能量转换效率高、热量低等优势，可切实缓解用户续航焦虑，是未来主流趋势。

 高压快充受益环节：材料升级和零部件升级

 材料升级：1）快充负极：三条改性路线：造粒、碳化、掺硅；2）碳纳米管：可加速锂离子转移，提升硅碳负极电导率，提高结构稳定性，与硅碳负极相辅相成；3）新型锂盐LiFSI：更适配快充体系，缓解快充下锂离子快速移动以及热效应问题。

 器件升级：多项零部件享受量价提升逻辑。1）电机：扁线+油冷，以提升电机功率密度和效率；2）电控和车载电源：碳化硅器件应用方案的推进；3）继电器：配备5-8个高压直流继电器，是新能车的安全阀；4）薄膜电容：对整流器输出电压进行平滑、滤波并吸收高幅值脉冲电流，其可替代电解成为首选方案；5）高压连接器：800V平台下，技术迭代加快，ASP大幅提升。6）熔断器：激励熔断器将更适配高电压体系，顺应800V架构趋势。

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正文目录

1、新能源汽车快充概述... 9

1.1、快充定义... 9

1.2、快充路径... 10

1.3、路径特征... 11

1.3.1、大电流快充... 11

1.3.2、高电压快充... 15

（1）、纯800V电压... 15

（2）、800V+DC/DC转换器... 15

（3）、双400V电池组... 16

1.4、快充意义... 16

1.5、快充标准... 21

1.6、快充产业链... 24

1.6.1、桩端... 26

1.6.2、车端... 27

2、高压快充市场分析... 28

2.1、市场应用状况... 28

2.2、应用规模预测... 31

2.3、单车带电量... 32

2.4、快充电池需求... 32

2.5、市场产业政策... 33

2.6、快充方案趋势... 34

2.7、快充产业协同... 40

2.8、快充产业竞争... 41

3、高压快充负面效应及车桩变革... 42

3.1、负面效应... 42

3.1.1、热效应... 42

3.1.2、锂析出效应... 43

3.1.3、机械效应... 44

3.2、车桩变革... 45

3.2.1、电池变革：2C及以上高倍率电池... 45

3.2.2、模组层面：多模组串联实现800V充电电压... 47

3.2.3、系统层面：成本提高，高压方案比大电流方案成本更优... 49

3.2.4、充电桩变革：车企提前布局高功率桩... 50

4、车企高压快充方案... 53

4.1、保时捷：首款搭载800V 电压平台的纯电动量产车... 54

4.2、华为：打造行业内首个全栈高压平台解决方案... 56

4.2、小鹏汽车：车端、桩端同时布局... 59

4.3、广汽集团：车端、桩端同时布局... 60

4.4、长城汽车：已布局快充电池... 63

4.5、岚图汽车：全栈布局高压快充系统... 67

4.6、比亚迪：基于e平台3.0 打造快充技术... 68

4.7、吉利：正式发布极氪001，支持 3 60 kW 超级快充... 70

4.8、现代：GMP平台搭载400V/800V超高压充电系统... 71

5、高压快充细分材料分析... 72

5.1、负极：快充性能的决定性环节... 72

5.1.1、技术影响... 72

4.1.2、需求规模... 77

5.2、碳纳米管：加速锂离子转移，提升电导率... 78

5.2.1、技术影响... 78

5.2.2、需求预测... 79

5.3、电解液：新型锂盐更适配快充体系... 80

5.3.1、技术影响... 80

5.3.2、需求预测... 81

6、高压快充细分零部件分析... 82

6.1、电机电控... 82

6.1.1、技术影响... 82

（1）、电机：扁线+油冷，以提高电机功率密度和效率... 82

（2）、电控：SiC替代方案，展露性能优势... 91

6.1.2、需求规模... 97

6.1.3、格局预测... 98

6.2、车载电源... 104

6.3、继电器... 105

6.3.1、技术影响... 105

6.3.2、需求规模... 107

6.3.3、格局预测... 108

6.4、薄膜电容... 110

6.4.1、技术影响... 110

6.4.2、需求预测... 113

6.4.3、格局预测... 113

6.5、高压连接器、熔断器... 115

6.5.1、技术影响... 115

（1）、用量和性能提升... 115

（2）、新型熔断器渗透率提升... 117

6.5.2、需求预测... 119

6.5.3、格局预测... 120

7、高压快充产业主要公司... 123

7.1、欣锐科技：客户结构由一而多，碳化硅方案提前卡位800V.. 123

7.2、中熔电气：自主电力熔断器领军者，受益于新能源趋势高速成长... 124

7.3、中科电气：快充负极专家，边际弹性明显... 125

7.4、璞泰来:人造负极龙头，打造平台型锂电公司... 125

7.5、杉杉股份：硅碳负极产能规划领先，石墨化自供比例持续提升... 126

7.6、天赐材料：一体化构筑成本壁垒，新型锂盐带来成长性... 127

7.7、多氟多：进军新材料领域，客户行业分布丰富... 127

7.8、英搏尔：“集成芯”技术领先，产品客户向上... 128

7.9、宏发股份：全球继电器龙头，勇攀新高峰... 130

7.10、精达股份：国内特种电磁线龙头，多条业务蓄势待发... 130

7.11、金杯电工：深耕电磁线和电线电缆，扁线电机优势突出... 131

7.12、长城科技：传统业务持续增长，积极开拓新能源领域... 132

7.13、法拉电子：薄膜电容行业龙头，布局新能源促发展... 132

8、新能源汽车高压快充投资机遇... 133

8.1、材料升级机遇... 134

8.2、零部件升级机遇... 134

9、风险预警... 135

图表目录

图表 1：锂离子电池常见充电模式... 6

图表 2：充电功率越大，充电时长越短... 7

图表 3：快充实现两条路径... 8

图表 4：采用大电流快充方案的部分车型... 9

图表 5：极氪 001快充峰值电压和电流... 9

图表 6：TESLA MODEL3大电流快充模式... 10

图表 7：不同车型充电曲线比较... 11

图表 8：通过提升电流特斯拉在不断提升充电功率... 12

图表 9：特斯拉超充在充电量达到50%以后充电功率明显下降... 12

图表 10：纯800V电压平台... 13

图表 11：800V+DC/DC转换器（400V）... 14

图表 12：双400V电池组... 14

图表 13：长途旅行中ICEV、普通电动车与大功率电动车的对比... 15

图表 14：2020部分热销纯电动车型续航里程及充电倍率... 16

图表 15：2021部分热销纯电动车型续航里程及充电倍率... 16

图表 16：2021年主流电动车的续航里程已经超过600km. 17

图表 17：2021 年国庆节电动车充电难问题成为热议... 17

图表 18：预计2025年加油和充电用时明显接近... 18

图表 19：奥迪PPE平台与e-tron对比... 18

图表 20：高压线束线径及对应电流... 19

图表 21：chaoji快充标准落地将助力高压快充行业发展... 20

图表 22：国内ChaoJi充电标准2021年发布... 20

图表 23：海外快充标准向1000V、500A 发展... 21

图表 24：ChaoJi充电标准兼容性强... 21

图表 25：taycan在超级快充过程中当电池电量超过80%时功率也会下降... 22

图表 26：高压快充路线对车端的高压组件提出了更多的要求，尤其是功率相关组件... 23

图表 27：走向高压快充的道路上，对功率组件、连接组件以及电池等的要求不断提升... 23

图表 28：桩端高压化部件新选型比例较小... 24

图表 29：车端高压化主要零部件需重新选型... 25

图表 30：运用800V高压快充车企和车型... 27

图表 31：2022-2025年全球及中国800V架构新能源汽车需求量测算表（万辆）... 29

图表 32：2022-2025年全球及中国800V架构新能源汽车需求量图... 29

图表 33：2022-2025年新能源汽车单车带电量预测... 30

图表 34：2022-2025年全球及中国800V架构新能源汽车快充动力电池需求测算表... 30

图表 35：2022-2025年全球及中国800V架构新能源汽车快充动力电池需求图... 31

图表 36：充电基础设施成为国家战略，补贴从车上向车下转移... 31

图表 37：全球部分国家快充功率规划... 32

图表 38：全系高压系统架构... 32

图表 39：部分高压系统架构... 33

图表 40：全部低压系统架构... 33

图表 41：保时捷Taycan高压架构... 34

图表 42：保时捷 Taycan 四个电压平台... 38

图表 43：保时捷的Taycan的800 伏平台仍借助了部分800伏-400伏的转换... 39

图表 44：高压平台下连接组件要求不断提升，集成化趋势下带来单车价值量的持续提升... 40

图表 45：快充导致电芯内外部的温度差超过10℃... 41

图表 46：不同倍率下，锂离子电池负极的锂枝晶SEM图... 41

图表 47：在高倍率条件下，充放电100次，颗粒表面出现裂纹... 42

图表 48：高倍率下，电池内阻显著增大... 42

图表 49：电池充电工作原理... 44

图表 50：广汽埃安超倍速电池技术... 44

图表 51：蜂巢能源4C 电池... 45

图表 52：Taycan 800V电池上层模组... 46

图表 53：Taycan 800V 电池下层模组... 46

图表 54：相同充电功率下，800V高压的电池系统成本比大电流方案更优... 47

图表 55：公共充电桩不同功率建设占比和用户选择率... 48

图表 56：2021年国家电网充电桩招标的功率分布... 48

图表 57：乘用车充电保障能力提升路线... 49

图表 58：部分车企高功率充电桩建设进度... 50

图表 59：全球部分高电压平台车型... 51

图表 60：保时捷 Taycan性能参数... 52

图表 61：Taycan充电速度与功率... 52

图表 62：保时捷 Taycan 电池包爆炸图... 53

图表 63：保时捷 T aycan 热管理示意图... 54

图表 64：华为 AI闪充充电方案... 55

图表 65：华为动力域全栈高压解决方案... 55

图表 66：华为前同后异高压四驱解决方案... 55

图表 67：华为高压架构整车成本上升 2%. 56

图表 68：小鹏汽车800V车、桩方案... 57

图表 69：电芯加入三维石墨烯添加剂... 59

图表 70：倍率充电测试满足 6C充电要求... 59

图表 71：广汽 6C超级快充电池系统... 59

图表 72：广汽埃安超倍速电池和A480超充装... 60

图表 73：广汽超充桩将加速布局... 60

图表 74：第二代蜂速 4C快充电池... 61

图表 75：正极前驱体定向生长精准控制技术... 62

图表 76：正极多梯度立体掺杂技术... 62

图表 77：正极柔性包覆技术... 63

图表 78：蜂速 4C快充电池负极技术... 63

图表 79：蜂巢能源800V超级快充电池系统... 64

图表 80：蜂巢能源800V高压架构... 65

图表 81：蜂巢能源800V BMS. 65

图表 82：蜂巢能源高效热管理... 65

图表 83：岚图汽车800V超级快充... 66

图表 84：岚图汽车800V SiC 电驱总成... 66

图表 85：比亚迪 e平台 3.0 具备 800V 高压闪充技术... 67

图表 86：比亚迪e 平台3.0 高压快充功能... 67

图表 87：极氪 001性能参数... 68

图表 88：吉利 360kW 极充技术... 68

图表 89：极氪 001 搭载 800V 高压架构... 68

图表 90：现代 EGMP平台与其他品牌车型充电系统对比... 69

图表 91：石墨表面包覆/混合无定型碳微观结构... 70

图表 92：纳米硅负极微观形貌... 71

图表 93：石墨嵌锂的过程... 71

图表 94：颗粒越小，压实密度越小，比表面积越大... 72

图表 95：石墨负极SEM图：二次颗粒是由多个单颗粒黏结形成的... 73

图表 96：不同碳包覆比例石墨的倍率性能，高倍率下碳包覆含量高，倍率性能更强... 74

图表 97：沥青涂覆石墨负极SEM图：经过涂覆的颗粒表面更粗糙，可以减少负极与电解液的直接接触 74

图表 98：快充硅碳负极结构示意图... 75

图表 99：2022-2025年高倍率负极需求量测算表... 76

图表 100：2022-2025年全球及中国高倍率负极需求量图... 76

图表 101：碳纳米管可将石墨层分离开... 77

图表 102：CNT紧紧包裹硅颗粒，提升机械强度... 77

图表 103：2022-2025年全球及中国高倍率负极内碳纳米管需求测算表... 78

图表 104：2022-2025年全球及中国高倍率负极内碳纳米管需求预测图... 78

图表 105：LiFSI和六氟磷酸锂对比... 79

图表 106：2022-2025年全球及中国高浓度电解液内LiFS需求量测算表... 79

图表 107：扁线电机与圆线电机性能对比... 81

图表 108：扁线电机槽满率高于圆线电机... 82

图表 109：扁线电机和传统圆线电机平均效率对比... 83

图表 110：水冷和油冷的升温曲线... 84

图表 111：新能源汽车 的电池、电机和高压“电控”... 84

图表 112：保时捷 Taycan 充电系统及充电电压... 85

图表 113：保时捷 Taycan 内部结构示意图... 85

图表 114：Taycan直流车载充电机（On board DC charger）... 86

图表 115：Taycan交流车载充电机（On board AC charger）... 86

图表 116：Taycan升压单元（ Booster unit）... 87

图表 117：BMS主要功能... 88

图表 118：BMS电器架构... 88

图表 119：SiC器件影响提升... 90

图表 120：SiC功率器件对比 Si功率器件优势... 90

图表 121：Si IGBT 和SiC MOSFET 耐压程度对比... 91

图表 122：Si IGBT 和SiC MOSFET 转化效率对比... 91

图表 123：SiC MOSFET 尺寸远小于Si MOSFET. 92

图表 124：SiC MOSFET 的损耗小于Si IGBT. 92

图表 125：SiC 在多方面提升效率差异... 93

图表 126：高电压平台电驱系统方案... 94

图表 127：比亚迪e平台3.0 平台复用电驱系统实现升压... 95

图表 128：2022-2025年全球及中国高压平台下电控产品市场规模预测表... 96

图表 129：2022-2025年全球及中国高压平台下电控产品市场规模预测图... 96

图表 130：2021年SiC 功率器件中600V 产品占比高... 97

图表 131：预计2026年SiC 功率器件中1200V 产品占主要份额... 97

图表 132：全球碳化硅产业链参与者众多... 98

图表 133：SiC产业链主要有晶片、外延和器件三个环节图... 98

图表 134：全球碳化硅导电型衬底市场Cree一家独大... 99

图表 135：国外SiC衬底技术进展... 100

图表 136：国内SiC衬底技术进展... 100

图表 137：国内小三电出货情况... 101

图表 138：2022-2025年全球及中国高压平台下DC/DC转换器/车载充电机OBC市场规模预测表 102

图表 139：2022-2025年全球及中国高压平台下DC/DC转换器/车载充电机OBC市场规模预测图 103

图表 140：继电器在新能源汽车中的应用... 104

图表 141：继电器在充电桩中的应用... 104

图表 142：新能源车及直流充电桩继电器分布... 105

图表 143：2022-2025年全球及中国高压直流继电器市场规模测算表... 105

图表 144：2022-2025年全球及中国高压直流继电器市场规模预测图... 106

图表 145：新能源高压直流继电器全球市场份额... 107

图表 146：新能源高压直流继电器国内市场份额... 107

图表 147：新能源汽车应用的薄膜电容器... 109

图表 148：DC-link电容安全膜与普通膜对比... 109

图表 149：薄膜电容器在新能车中的使用... 110

图表 150：2022-2025年全球及中国快充下薄膜电容器市场规模测算表... 111

图表 151：2022-2025年全球及中国快充下薄膜电容器市场规模预测图... 111

图表 152：全球薄膜电容市场格局... 112

图表 153：汽车连接器分类... 113

图表 154：汽车低压连接器vs高压连接器... 114

图表 155：高压连接器与三电的联系... 114

图表 156：高压连接器在整车分布情况... 114

图表 157：新能源汽车熔断器数量... 116

图表 158：熔断器在新能车中的使用... 116

图表 159：激励熔断器和电力熔断器对比... 116

图表 160：2022-2025年全球及中国熔断器和高压连接器规模测算表... 117

图表 161：2022-2025年全球熔断器和高压连接器规模预测图... 117

图表 162：2022-2025年我国熔断器和高压连接器规模预测图... 117

图表 163：连接器下游应用领域图... 118

图表 164：连接器全球竞争格局... 118

图表 165：国内主要高压连接器生产厂家... 119

图表 166：熔断器全球市场份额... 120

图表 167：新能源汽车熔断器国内市场份额... 120

图表 168：英博尔部分乘用车产品、配套客户和量产时间... 127