电动汽车快充对电池有损害吗,电动汽车快充对电池寿命影响大吗

（报告出品方/作者：招商证券，汪刘胜）

一、高压快充已成为充电难题的重要解决方案

1、充电焦虑亟待解决

缩短充电时间是目前提升电动车使用体验的关键。当补贴力度越来越弱，推力渐小，加速电动汽车产业化的解决方案 要回归到本质上：主动地解决消费者关心的实际应用问题，目前来看消费者最为关心的问题就是续航和充电。如今车 企推出的新车电池容量可做到 100kWh，续航多在 500km 上下，甚至高达 700km，续航不再是最大的负累。

根据《Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment》做的一项实验：在 525 英里（1 英里=1.6 公里）的 旅程中，普通燃油车只需要加油一次，总耗时 8 小时 23 分钟；续航 200 英里 50KW 的直充电动车需要充电四次，每 次充电耗时 40 分钟，旅途累计耗时 10 小时 48 分钟；续航 300 英里 120KW 的直充电动车需要充电 1 次，每次充电 耗时 68 分钟，旅途累计耗时 9 小时 16 分钟；而续航 300 英里 400KW 的直充电动车单次充电仅需 23 分钟，旅途总 计耗时 8 小时 31 分钟，整体耗时不输燃油车。

加强充电基础设施建设，提升充电体验是大势所趋。政策方面，《2020 年政府工作报告》中将充电基础设施纳入“新 基建”，成为七大产业之一；《2020 年能源工作指导意见》中指出要加强充电基础设施建设，提升新能源汽车的充电 保障能力；《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础建设的指导意见》中明确要在高速公路服务区建设超级快充、 大功率充电汽车充电设施。

大功率充电是提升充电效率的重要路径。全球多个国家均提出了提升充电功率的规划，众多企业积极研发和建设大功 率充电设施。据 EVICPA 统计，2016-2019 年，中国新增公共直流充电桩的平均功率不断上升，由 69.2kW 上升至 115.8kW。

2、ChaoJi 快充标准即将落地

国内 ChaoJi 充电标准 2021 年发布，超级充电基础设施加速布局。ChaoJi 充电源自中国大功率充电研究，并与德国、 日本交流推进，可支持 350kW-900KW 大功率充电，充电电压 1000-1500V，充电电流 500-600A，10 分钟增加续航 300 公里以上。新一代的 ChaoJi 充电技术路线发端于电动汽车大功率充电需求，但并不简单指大功率充电接口，而 是一套完整的电动汽车直流充电系统解决方案。立项标准预计 2021 年底完成，并开启试点示范，预计 2025 年普遍 安装。

ChaoJi 充电标准兼容性强，有望统一多国标准。ChaoJi 技术解决了国际上现有充电系统存在的一系列缺陷和问题， 为世界提供一个统一的、安全的、可靠的、低成本充电系统解决方案。在产业发展初期，国际上出现了 CHAdeMO、 GB/T、CCS1、CCS2 等四种主流直流接口技术形式，这些技术各有特点和优势，但也逐步暴露出一些技术问题和安 全隐患，世界电动汽车产业需要一个统一的、安全的、兼容的充电接口，ChaoJi 充电能够向前兼容（老标准），向后 兼容（具有可扩展性），也可以支持慢充，能够一统中国、日本、欧洲老标准，不会造成浪费，目前日本已经确认采 用 ChaoJi 充电接口，IEC 已经采纳了 ChaoJi 方案，如果能得到欧洲认可就会成为唯一的电动汽车接口和系统标准。

3、高压方案已获车企认可

车企纷纷布局高压快充方案。想要实现大功率充电，要么提升电压，要么提升电流，根据发热量公式 Q=I2Rt，电流 的提升会导致电气系统发热加剧，对散热的要求很高。目前，高压快充成为行业的多数选择，2019 年保时捷的 Taycan 全球首次推出 800V 高电压电气架构，搭载 800V 直流快充系统并支持 350kw 大功率快充。而进入 2021 年后高压快 充路线受到越来越多主机厂的青睐，先是现代、起亚等国际巨头发布 800 伏平台，之后比亚迪、长城、广汽、小鹏等 国内主机厂也相继推出或计划推出 800V 平台，高压快充体验将会成为电动车市场差异化体验的重要标准。

从桩端看，高压零部件的成熟度较高。充电枪、线、直流接触器和熔丝等需重新选型，目前均有成熟产品，其余部件 均无需改变。

从车端看，高压主要部件均需重新选型。高压电池、BMS、电驱、OBC、DC/DC、PTC、空调、高压连接器等均需 重新选型。

二、全系高压快充有望成为主流架构

目前预计能实现大功率快充的高压系统架构共有三类，全系高压有望成为主流：

（1）全系高压，即 800V 动力电池+800V 电机、电控+800V OBC、DC/DC、PDU+800V 空调、PTC。

优势：能量转化率高，例如电驱动系统的能量转化率为 90%，DC/DC 的能量转化率为 92%，如果全系高压则不需要通过 DC/DC 来降压，体系能量转化率为 90%，如果通过 DC/DC 降压，则体系能量转化率为 90%×92%=82.8%。

劣势：该架构不仅对电池系统要求很高，电控、OBC、DC/DC 中功率器件需要由 Si 基 IGBT 替换成 SiC MOSFET， 电机、压缩机、PTC 等均需要提升耐压性能，短期车端成本提升较高，但长期来看，产业链成熟以及规模效应具备之 后，部分零部件体积减小，能效提升，整车成本会下降。

（2）部分高压，即 800V 电池+400V 电机、电控+400V OBC、DC/DC、PDU +400V 空调、PTC。

优势：基本沿用现有架构，仅升级动力电池，车端改造费用较小，短期有较大实用性。

劣势：多处使用 DC/DC 降压，能量损失较大。

（3）全部低压架构，即 400V 电池（充电串联 800V，放电并联 400V）+400V 电机、电控+400V OBC、DC/DC、 PDU +400V 空调、PTC。

优势：车端改造小，电池仅需改造 BMS 即可。

劣势：串联增多，电池成本增加，沿用原有动力电池，对充电效率的提升有限。

（4）以保时捷 Taycan 为例：除空调压缩机外，基本实现全系高压架构

桩端：有普通交流充电桩、普通直流充电桩、超级直流快充桩三种方案。 （1）400V 交流充电桩，与 OBC 配合使用，在车端将 400V 交流电转换升压成 800V 直流电； （2）400V 直流充电桩，与车载 DC/DC 配合使用，在车端将 400V 直流电升压成 800V 直流电； （3）800V 直流充电桩，直接在充电桩中输出 800V 直流电。

车端：800V 电池+800V 电机、电控+800V OBC、DC/DC、PDU +800V PTC+400V 空调压缩机。 （1） 电机、电控、PTC 等都是 800V 标准，直接使用动力电池输出的 800V 高压电； （2） 压缩机是 400V 标准，与车载 DC/DC 配合，将动力电池输出的 800V 直流电降压至 400V 直流电； （3） 底盘防倾杆是 48V 标准，与车载 DC/DC 配合，将动力电池输出的 800V 直流电降压至 48V 直流电； （4） 车载电源是 12V 标准，与车载 DC/DC 配合，将动力电池输出的 800V 直流电降压至 12V 直流电；（报告来源：未来智库）

三、系统性技术升级带来多处价值增量

1、动力电池：电芯、负极和 BMS 技术升级

电芯一致性要求提升。800V 平台电池串联数量较多，如果电池之间有差异性，电池使用寿命受到影响，对电芯生产 工艺要求提高，一致性要求提升。

负极改性或使用硅碳负极。动力电池快充性能的掣肘在于负极，一方面石墨材料的层状结构，导致锂离子只能从端面 进入，离子传输路径长；另一方面石墨电极电位低，高倍率快充下石墨电极极化大，电位容易降到 0V 以下而析锂。 一方面可以通过石墨改性解决，即表面包覆、混合无定型碳，无定型碳内部为高度无序的碳层结构，可以实现 Li+的 快速嵌入；另一方面是使用硅负极，理论容量高（4200mAh/g，远大于碳材料的 372mAh/g），嵌锂电位高——析锂 风险小——可以承受更大的充电电流。

BMS 串联比例增加。800V 电驱动系统电池组需要两倍数量的串联电池，因此需要两倍数量的电池管理系统电压检测 通道。假设 400V 电池组使用 96 个串联电池，800V 电驱动系统电池组使用 192 个串联电池，800V 电池组的 BMS 总成本为 400V 电池组的 1.4 倍。

2、电控、OBC、DC/DC：功率器件升级，SiC 需求增加

SiC MOSFET 将加速替代 Si IGBT。400V 系统中，基本用 650V、750V 或 900V 的功率模块以满足电控需求，800V 系统中电驱动平台提升至 1000V 或 1200V，IGBT 模块承受的最大电压在 650V 左右，采用 SiC 材料耐压能力高，能 降低损耗。而采用碳化硅结构，从硬件到软件都颠覆此前的系统，算法、硬件排布、包括电机方面 ECM、高压绝缘 系统也要升级。

SiC 功率器件不仅在耐压和损耗水平上都能满足 800V 以及更高电压平台的需求，还具备其他方面的优势。总体上， 对比硅基器件，SiC 功率器件主要有三大优势：

（1）耐高温、高压：SiC 功率器件的工作温度理论上可达 600℃以上，是同等 Si 基器件的 4 倍，耐压能力是同等 Si 基器件的 10 倍，可承受更加极端的工作环境；

（2）器件小型化和轻量化：SiC 器件拥有更高的热导率和功率密度，能够简化散热系统，从而实现器件的小型化和 轻量化，SiC 器件体积可减小至 IGBT 整机的 1/3-1/5，重量可减小至 40-60%；

（3）低损耗、高频率：SiC 器件的工作频率可达 Si 基器件的 10 倍，且效率不随工作频率的升高而降低，可降低近 50%的能量损耗，同时因频率的提升减少了电感、变压器等外围组件体积，从而降低了组成系统后的体积及其他组件 成本。

SiC 器件在充电层面提升约 2%效能，在运营层面提升约 6%效能。两个系统效率差异在 8%——对于同等大电池，特 别是 80-100kWh 的快充电池，按照 8%的效能来算，可以得到 6.4-8kWh 的电池净收益；如果按照 0.8 元/Wh，对应 大概在 5120-6400 元。长远来说，不光是成本受益，大容量电池想要达到高续航和高效能，必然首选 SiC 器件。

1200V 碳化硅功率产品用量将增加。目前，600V 产品份额高达 61%，主要由于 Tesla 大量使用 600V 碳化硅产品， 并在电动车上大量使用，占据了主要市场份额。而随着比亚迪汉、现代 Ioniq 5 等电动车推出使用 1200V 碳化硅产品， 以及后续 800V 电压平台推广，预计 1200V 碳化硅产品将占据主要的增量市场。此外，通讯、光伏、工业等领域也将 以 1200V 碳化硅产品为主。据 Yole 数据，预计 2026 年 1200V 碳化硅产品占比将达 49%。

全球碳化硅产业链参与者众多，老牌硅基功率企业与新兴玩家同台竞技。碳化硅产业链各环节与硅基产业链类似，主 要包括衬底（对应硅片）、外延、工艺制造、设计、模组封装、系统应用等。老牌玩家有英飞凌、Onsemi、Rohm、 ST 等，新兴专攻碳化硅领域的企业有 Cree、SICC、BASIC、中科汉韵等，以及主车厂/Tier 1 企业比亚迪、博世等。 目前碳化硅基功率器件市占率约 5%，行业仍处于发展的早期，相关技术选型、工艺路线、客户绑定以及电动车格局 等远未定型，给国内企业留下了足够的空间和时间。

导电型碳化硅衬底市场 Cree 一家独大。导电型衬底产业主要瓶颈在于良率与长晶速度，因 PVT 方法长晶速度过慢且 良率低，导致碳化硅衬底价格远高于硅片价格，碳化硅衬底成本占比约 40-45%。Cree 因布局较早，良率与产能规模 全球领先，并规划量产 8 英寸衬底，其在衬底环节具有极强领先优势。

碳化硅外延片市场由 Cree 和 Showa Denko 双寡头垄断。据 Yole 数据，2020 年碳化硅导电型外延片市场中 Cree 和 Showa Denko 市占率分别为 51.4%和 43.1%。外延市场处于产业链中间环节，通常器件厂商具备一定外延能力， 因而市场规模以及玩家数量相对较小。

碳化硅功率器件市场由海外巨头主导。据 Yole 数据，2020 年碳化硅功率器件市场中，ST、Cree、ROHM、Infineon、 Onsemi 市占率分别为 40.5%、14.9%、14.4%、13.3%、7.7%，CR5 超过 90%。车规级器件的可靠性认证给海外 头部厂商提供了很高的进入壁垒。而传统硅基功率器件巨头 Infineon 和 Onsemi 因进入 SiC 行业较晚，未取得先发优 势。ST 因与 Tesla 合作而取得最大市场份额。

国内碳化硅各环节全产业链布局，有望快速成长。衬底环节厂商包括天科合达、SICC、同光晶体、东尼电子等，外 延厂商包括瀚天天成、东莞天域等，设计厂商包括上海瞻芯、上海瀚薪等，IDM 厂商包括泰科天润、中科汉韵、三安 集成、华润微等。国内供应链在各个环节均有布局，而碳化硅仍在快速增长阶段，格局尚未固化，国内企业有望依托 庞大内需市场调整海外巨头垄断地位。

国内衬底厂商虽在产品规格和技术成熟度上有差距，但存在较大追赶可能。目前国产 SiC 衬底已经实现微管密度小于 1 个/cm2，衬底面积 95%可用，位错约在 103/cm2；虽然在单晶一致性、成品率方面与国际先进水平仍有差距，但 未来可期。

国内厂商积极布局碳化硅器件领域，已经实现低端进口替代。现在已经商业化的 SiC 产品主要集中在 650V-1700V 电压等级，主要产品为二极管和晶体管，3000V 以上电压及 SiC IGBT 尚在研发当中。国内厂商如泰科天润已发布 3300V/0.6 A-50 A SiC 二极管系列产品；三安集成、基本半导体等公司已实现 650V、1200V、1700VSiC MOSFET 的 小规模量产；功率模块方面，国内上市企业士兰微、斯达半导等公司积极布局，目前比亚迪汉已经成功搭载了自主研 发的 SiC MOSFET 控制模块。根据 CASA Research 披露，2018 年至今，国内厂商始终加强布局第三代半导体产业， 2020 年一共有 24 笔投资扩产项目（2019 年 17 笔），增产投资金额超过 694 亿元，同比增长 161%，其中 SiC 领域 共 17 笔、投资 550 亿元，GaN 领域共 7 比、涉及资金 144 亿元。

“小三电”技术升级带来较大边际变量。SiC“小三电”在整体价格上要高于 Si 基 IGBT“小三电”10-20%，在“大三电”领域， 整车厂自制动力较足，相比之下在“小三电”领域，整车厂外采需求更大，能满足高压需求的企业有望获取更高的市场 份额，行业内涌现出了一批优质的第三方零部件公司，威迈斯、富特科技、欣锐科技、英搏尔等 2021 年的销量都在 高速增长。

3、高压连接器：用量和性能都将提升

短期内用量增加，长期产品升级。目前主流的充电桩是 400V，且车端驱动部件以 400V 标准为主，为了满足 800V 架构，需要增加大量 400 到 800V 的 DC/DC，从而增加连接器用量，新能源汽车单车使用连接器数量提升至 800 到 1000 个（传统汽车单车连接器数量约为 500 个）。而 800V 连接器设计要点较多，要满足热管理、EMC、车机震动和 腐蚀等问题，尤其是 800V 交流电频率很快，导致 EMC 问题，给其他敏感零部件带来干扰，长期来看连接器品质升 级是必然。从单车价值量的角度来说，在不含线束的情况下，一般高压连接器单车价值量为 2000 元左右，新增高压 连接器在乘用车可以达到单车800-1500 元，商用车可达 1500 元以上。

进口替代空间巨大。在高压连接器领域，国际企业拥有先发优势，国际企业普遍进入行业较早，企业规模较大，行业 集中度较高，产品成熟度较高，泰科、安费诺、莫仕、矢崎都是较为强势的海外高压连接器企业。高压连接器行业的 核心壁垒在于企业掌握核心技术，如载流能力、温升、插拔寿命、防护等级、电气、机械以及环境性等指标，目前以 瑞可达为代表的中国厂商已打破高压连接器的关键技术指标壁垒，凭借较强的工艺控制与成本控制能力、更为贴近客 户以及反应迅速灵活等优势，快速形成了规模优势，在制造成本、产品品质上已经具有较强的市场竞争力。

4、高压直流继电器：高压化、高性能拉升附加值

800V 下产品性能要求提高，附加值提升。继电器在新能源汽车中对电池充放电线路进行切换及保护，防止设备故障、 短路、起火等，节省维护成本，对空调、转向、刹车、气泵、电机等进行通断控制，为新能源汽车核心元件。800V 平台电压电流更高、电弧更严重，对高压直流继电器耐压等级、载流能力、灭弧、使用寿命等性能要求提高，产品需 要在触点材料、灭弧技术等多方面改进，高压直流继电器高性能带来高附加值，乘用车单车价值量约为 800-1400 元， 预计 800V 电压平台单车价值量将提升 40%。

目前新能源高压直流继电器市场中，具备大批量供货能力的专业厂商可划分为三类：

（1）外资专业制造商：泰科、松下、Gigavac 为代表，这类厂商技术实力雄厚、布局高压直流继电器业务较早，其 中 TE（收购 Kilovac）、Gigavac 原业务包含高压直流继电器、相关产品最初在军工、航天、电力等领域配套；松下 原业务聚焦传统通用继电器、后将业务拓展至高压领域，如松下早在 1997 年推出首款应用于混动车的高压直流继电 器产品。

（2）国内专业制造商：宏发股份、上海西艾、昆山国力为代表，这类制造商布局高压直流继电器较晚，大多从 2005 年后开始研发、在近 5 年形成配套；其中上海西艾、昆山国力主营业务聚焦在高压直流继电器；宏发股份从传统通用 继电器业务切入高压领域。

（3）下游整车制造商：比亚迪，高压直流继电器自供、并逐步开拓外部市场。

国内市场自主引领，竞争力较强。高压直流继电器全球市场集中度较高，CR3 占据了 70%以上市场份额；其中国内 继电器龙头宏发股份占比达 23%、市占率全球第二（仅次于松下 36%）。受益于国内新能源车自主品牌和充电桩的先 发优势，高压直流继电器国内市场由自主品牌主导，2019 年宏发股份、比亚迪、上海西艾等占据约 75%国内市场份 额，其中单宏发股份一家市占率达 40%，比亚迪、上海西艾市占率分别为 25%/10%，呈现一超多强格局。

5、熔断器：激励熔断器渗透率提高，单车价值量提升

熔断器是新能源汽车必不可少的安全装置。新能源汽车储能采用高压直流电，过电流保护主要依靠高性能熔断器来完 成。若发生短路事故，可能产生 10kA 以上的短路电流，是目前车辆其他器件无法可靠分断的，短路电流持续数十毫 秒即会毁坏车辆系统回路中重要器件，如动力电池、导线、负载器件等，造成重大经济损失，严重时会造成起火引发 二次伤害，危害生命安全，熔断器可以在短路电流发生时快速切断回路，防止事故扩大，保护财产、生命安全，是新 能源电动汽车回路系统中必不可少的安全保护装置。

随着电路保护要求提高，新型熔断器逐渐得到应用。传统电力熔断器无法根据保护要求调整，而新型的激励熔断器可 以通过接收控制信号，激发保护动作。与传统熔断器相比，激励熔断器可根据车辆的工况需要，主动切断高压回路， 使系统供电迅速断开，使高压端隔离，保护系统以及人身安全。此外，激励熔断器能主动切断故障电流，且动作时间 更短、功耗更低，当前已逐步应用于新能源汽车，目前平均售价约 88 元左右，传统电力熔断器售价约 24 元左右。熔 断器单车价值量约 200-250 元，800V 平台下激励熔断器市场渗透率将快速提升，预计单车价值量将提升约 20%，预 计单车价值量将达到 250-300 元。

全球熔断器市场主要集中在国外企业。2019 年 CR3 占比 64%。2019 年，全球前三的熔断器企业分别为 Littlefuse、 Bussmann、Mersen，占比分别为 31%、24%、9%，CR3 达到 64%，格局较为集中。欧美日企业起步较早，且控 制着行业标准的制定权及绝大多数专利技术，经过多年发展格局趋于稳定。2013 年全球前七大熔断器生产商占比 92%， 2019 年前七大熔断器生产商占比仍然是 92%，格局基本稳定。

在新能源汽车领域，熔断器集中度较高，中熔电气为国内第一。根据中国电动车百人会，2019 年主流整车企业中， 中熔、Bussmann、Mersen 占比分别为 55%、30%、10%，CR3 占比达到 95%。

国企企业凭借定制化服务有望加速进口替代。熔断器企业竞争力主要体现在两个方面：一是定制化研发能力，熔断器 需要根据下游定制化开发，新车型需要反复提出要求并修改，企业联合上下游灵活定制化研发的能力是壁垒之一；二 是自动化生产效率，传统行业熔断器由于产品品类多、下游分散，不同型号产品较难自动化，而新能源汽车熔断器由 于数量多、且为圆管，较易实现自动化，高度自动化产线在提升规模效应、降低不良率、控制成本方面具有重要作用。

6、薄膜电容：耐压及安全性升级，单车价值提升

薄膜电容在大功率电力设备中广泛应用。薄膜电容采用的是无感式卷绕，电流的流向路程短（等于薄膜的宽度），ESL 和 ESR 较小，所以能承受大的纹波电流而不发热。薄膜电容具有自愈功能，当在薄膜上绝缘弱的地方被施加过电压 导致绝缘击穿时，周围的蒸镀膜瞬时氧化，恢复绝缘状态，安全性高。薄膜电容这种耐高压、高可靠性和安全性、长 寿命、无极性等特点，使其在高压大功率电力电子设备中应用广泛。

在新能源汽车运用中，电容器是能源控制、电源 管理、电源逆变以及直流交流变换等系统中的关键元器件，电容器的寿命也决定了逆变器/变流器寿命。目前新能源 车中主要用到三种薄膜电容——DC 滤波、DC-Link、IGBT 吸收。这三种电容中，DC-Link 电容（直流支撑电容）最 为重要，在逆变器中直流电作为输入电源，需通过直流母线与逆变器连接，逆变器在从 DC-Link 得到有效值和峰值很 高的脉冲电流的同时，会在 DC-Link 上产生很高的脉冲电压使得逆变器难以承受，所以需要选择 DC-Link 电容器来连 接，一方面吸收逆变器从 DC-Link 端的高脉冲电流；另一方面也防止逆变器受到 DC-Link 端的电压过冲和瞬时过电压 的影响。此外，现在的 DC-Link 电容器也可直接整合到 IGBT 模块中，而不再需要专门的 IGB 吸收电容。

高电压需要更厚的材料，材料用量增加、体积增大。根据 Infineon 估计，新能源车逆变器中功率器件成本约占 40%， 价值量最高；用于交流电滤波的薄膜电容成本约占 16%，是价值量仅次于功率器件的部分。薄膜电容主要有 EMI 电 容、DC-Link 电容、缓冲电容、谐振电容、功率因数校正（PFC）等，DC-Link 电容因为容值最高，价值量也最高， 达到数百元，而 EMI 电容、谐振电容、PFC 电容等容值在几十 nF，单价较便宜。目前新能源汽车薄膜电容单车价值 量约为 400 元，800V 趋势下薄膜电容 ASP 提升约 20%。另外短期看，800V 会在高端车率先应用，高端车一般采用 双电机配置，提升薄膜电容用量。

薄膜电容行业头部企业主要为日本及欧美企业，进口替代空间巨大。全球范围内，日本松下、尼吉康、TDK，以及美 国的基美和威世等日本和欧美企业是薄膜电容的主要供应商。日本松下是全球薄膜电容龙头厂商，全球市占率达 55%。 第二梯队包括基美、法拉电子、尼吉康、TDK 和威世 5 家厂商，各家市占率水平差距较小。

薄膜电容器可部分替代电解电容器。随着电力电子技术向各领域拓展，薄膜电容器的应用越来越多，目前，660V 交 流电压等级变频器或功率单元需要耐压 1200V 的薄膜电容器，可以做到 0.4 元人民币/μF，在价格相等条件下，薄膜 电容器等效电容量可以达到电解电容器等效电容量的一半。

由于薄膜电容器的半永久寿命，使得这一领域中替代电解 电容器具有极大的商业价值和技术价值。 国内产品技术提升空间较大。国产薄膜质量和性能与国外著名品牌薄膜有比较大的差距，因此，国产优质薄膜电容器 不得不依赖国外品牌薄膜支撑，这是我国薄膜电容器制造领域的短板，只有薄膜制造技术及产品的提升，整个薄膜电 容器制造业才能进入良性发展。（报告来源：未来智库）

7、系统性技术升级带来多部件价值量提升

电池：提升负极与 BMS 性能，短期内高性能硅碳负极成本较高，随着产业化规模效应提升，成本有望下降到合理区 间，短期单车价值量提升约 3500 元；BMS 由于串联的增多，价值量提升约 40%，对应价值量 1680 元；

电控及小三电：原有 Si 基功率模块需要替换成 SiC 功率模块，由此带来模块价值量提升约 20%，对应价值量 300 元； 以 SiC 器件功率器件为核心的电控及小三电价值量提升约 15%，对应价值量 1125 元； 高压连接器：高压对连接器的要求更高，高压连接器单车价值量提升约 800 元。 元器件：高压直流继电器单车价值量提升约 40%，对应价值量 300-560 元；熔断器单车价值量提升约 20%，对应价 值量 50-60 元；薄膜电容单车价值量提升约 20%，对应价值量 80 元。

四、车企纷纷布局，产业趋势明确

1、华为：打造行业内首个全栈高压平台解决方案

2021 年 4 月 18 日，华为给出了一套比较明确的技术目标：到 2025 年将推出电压平台超 1000V、功率 600kW 的快 充方案，5 分钟即可实现 30%-80%SOC 充电性能。针对这一目标，华为选择了高电压的路线，即在 2021 年先落地 750V@200kW 的 FC1 闪充充电方案，2023 年落地 1000V@400kW FC2 闪充方案，2025 年向 FC3 闪充标准演进。

华为推出 AI 闪充动力域高压平台解决方案。其产品包括高压车载充电系统、高压异步电驱动系统、高压同步电驱动 系统、高压电池管理系统、直流快充模块、三电云和高压热管理系统。全栈产品可帮助整车企业实现高压平台产品快 速搭载落地。另外，从整车成本层面考虑，采用 800V 高压器件，初期成本可能会比原来 400V 电压平台略高。华为 在发布会上称，高压架构下整车成本的上升不足 2%，后期，基于技术快速迭代，一旦产业链趋于成熟，就可以快速 拉低整个产业的成本。

2、小鹏汽车：车端、桩端同时布局

车端：小鹏汽车发布了 800V 高压碳化硅平台，这一平台能够承受超过 600A 的充电峰值电流，平台采用高能量密度、 高充电倍率电池，充电 5 分钟最高可补充续航 200 公里。另一方面，800V 电气架构能够降低车内线束重量，进一步 优化续航里程。 桩端：480kW 高压超充桩。这一高压充电桩能够充分发挥 800V 平台的补能技术潜力。此外，小鹏超充将在站端带来 自研储能充电技术，采用储能超充站及移动储能车两种方式，通过削峰填谷，为用户带来高效补能体验的同时减轻电 网压力。 快充车型：G9，预计 2022 年三季度交付。

3、广汽集团：车端、桩端同时布局

车端：2021 年广汽科技日上，广汽集团展示了最新的超级快充技术，其中分为 3C 和 6C 两个版本，6C 高倍率快充技术可以实现 0-80%SOC 只需 8 分钟，30-80%SOC 只需 5 分钟。电芯方面：海绵硅负极片电池和超级快充电池技 术；即将量产的车型，电芯能量密度大于 280wh/kg，电池续航超 1000km，未来电芯能量密度还将超过 315wh/kg。 能效方面，220-480kW 充电功率，充电 8 分钟，续航 200-400km。 桩端：480kW 充电桩，并大规模布局，预计到 2025 年，广汽埃安将会在全国 300 个城市建设 2000 座超充站，渗透 至地级市，实现全覆盖。 快充车型：AION V Plus，2021 年 9月 29 日上市。

4、长城汽车：已布局快充电池

2021 年 12 月 8 日，长城汽车子公司蜂巢能源在第二届电池日发布会上发布了 800V 超级快充电池系统，充电 15 分 钟续航 100 公里，最大充电功率可达 480KW，灵活的高压架构支持 800V 和 400V 灵活切换，高安全的 BMS 耐压等 级达 5000V，高效热管理使得电池在 4C 快充下电池包温升小于 20℃。 快充车型：机甲龙，预计 2022 年上市。

5、岚图汽车：全栈布局高压快充系统

2021 年 9 月 26 日，岚图汽车发布了最新 800V 高压超级快充技术，是一套动力电池和用电设备均为 800V 高压系统， 无冗余升压装置的全新高压系统架构，包括超级快充系统、超低系统能耗、高性能电池、SiC 电驱总成，并支持无线 充电。该技术具备极致快速充电的能力，其中整车高性能电池搭载 4C 电芯，在 360KW 超级充电桩的加持下，充电 速率可提升 125%，实现充电 10 分钟，续航 400 公里。 快充车型：有望在 2023 年量产。

6、比亚迪：基于 e 平台 3.0 打造快充技术

e 平台 3.0 的关键模块，体积更小、重量更轻、性能更强、能耗更低。标配全新热泵技术，电驱动系统升级为 8 合 1 模块，综合效率可超 89%。搭载 e 平台 3.0 的电动车，零百加速可快至 2.9s，综合续航里程最大突破 1000km。800V 闪充技术，电动车充电 5 分钟，行驶 150km，百公里电耗比同级别车型降低 10%，冬季续航里程至少提升 10%。

五、投资分析

随着电动车渗透率的快速提升，车企的竞争更加深化和多元，未来几年是车企品牌向上、服务升级、差异化竞争的佳 时间窗口，高端车型有望密集推出，缩短充电时间是提升电动车使用体验的关键之一，国内外整车厂争相布局 800V快充，率先在高端车上配置，在短期内形成差异化竞争力。长期看，中低端车型亦有快充需求，800V 电气架构升级 具备长期趋势，系统性技术升级将带来价值增量。

（1）车端需要技术升级的涉及面较广，包含电池、电控、OBC、DC/DC、电子元器件、压缩机、PTC 等，对车企和 供应商提出了要求，短期内车辆成本上升，但长期来看，除了补能效率的提升，整车能量利用效率提升，无效损耗减 少，从而降低整车成本。

（2）基础设施方面需要完善配套的地方较多，例如电网消纳能力的提升、超充桩铺设、充电桩接口的统一等都需要 耗费较大的时间和精力。

（3）未来两年 800V 高压车型将陆续交付，例如小鹏 G9、长城机甲龙、广汽 AION V PLUS、极氪、极狐αS 等，同 时车企会陆续布点 800V 快充桩。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站

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（报告出品方/作者：招商证券，汪刘胜）

一、高压快充已成为充电难题的重要解决方案

1、充电焦虑亟待解决

缩短充电时间是目前提升电动车使用体验的关键。当补贴力度越来越弱，推力渐小，加速电动汽车产业化的解决方案 要回归到本质上：主动地解决消费者关心的实际应用问题，目前来看消费者最为关心的问题就是续航和充电。如今车 企推出的新车电池容量可做到 100kWh，续航多在 500km 上下，甚至高达 700km，续航不再是最大的负累。

根据《Enabling Fast Charging:A Technology Gap Assessment》做的一项实验：在 525 英里（1 英里=1.6 公里）的 旅程中，普通燃油车只需要加油一次，总耗时 8 小时 23 分钟；续航 200 英里 50KW 的直充电动车需要充电四次，每 次充电耗时 40 分钟，旅途累计耗时 10 小时 48 分钟；续航 300 英里 120KW 的直充电动车需要充电 1 次，每次充电 耗时 68 分钟，旅途累计耗时 9 小时 16 分钟；而续航 300 英里 400KW 的直充电动车单次充电仅需 23 分钟，旅途总 计耗时 8 小时 31 分钟，整体耗时不输燃油车。

加强充电基础设施建设，提升充电体验是大势所趋。政策方面，《2020 年政府工作报告》中将充电基础设施纳入“新 基建”，成为七大产业之一；《2020 年能源工作指导意见》中指出要加强充电基础设施建设，提升新能源汽车的充电 保障能力；《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础建设的指导意见》中明确要在高速公路服务区建设超级快充、 大功率充电汽车充电设施。

大功率充电是提升充电效率的重要路径。全球多个国家均提出了提升充电功率的规划，众多企业积极研发和建设大功 率充电设施。据 EVICPA 统计，2016-2019 年，中国新增公共直流充电桩的平均功率不断上升，由 69.2kW 上升至 115.8kW。

2、ChaoJi 快充标准即将落地

国内 ChaoJi 充电标准 2021 年发布，超级充电基础设施加速布局。ChaoJi 充电源自中国大功率充电研究，并与德国、 日本交流推进，可支持 350kW-900KW 大功率充电，充电电压 1000-1500V，充电电流 500-600A，10 分钟增加续航 300 公里以上。新一代的 ChaoJi 充电技术路线发端于电动汽车大功率充电需求，但并不简单指大功率充电接口，而 是一套完整的电动汽车直流充电系统解决方案。立项标准预计 2021 年底完成，并开启试点示范，预计 2025 年普遍 安装。

ChaoJi 充电标准兼容性强，有望统一多国标准。ChaoJi 技术解决了国际上现有充电系统存在的一系列缺陷和问题， 为世界提供一个统一的、安全的、可靠的、低成本充电系统解决方案。在产业发展初期，国际上出现了 CHAdeMO、 GB/T、CCS1、CCS2 等四种主流直流接口技术形式，这些技术各有特点和优势，但也逐步暴露出一些技术问题和安 全隐患，世界电动汽车产业需要一个统一的、安全的、兼容的充电接口，ChaoJi 充电能够向前兼容（老标准），向后 兼容（具有可扩展性），也可以支持慢充，能够一统中国、日本、欧洲老标准，不会造成浪费，目前日本已经确认采 用 ChaoJi 充电接口，IEC 已经采纳了 ChaoJi 方案，如果能得到欧洲认可就会成为唯一的电动汽车接口和系统标准。

3、高压方案已获车企认可

车企纷纷布局高压快充方案。想要实现大功率充电，要么提升电压，要么提升电流，根据发热量公式 Q=I2Rt，电流 的提升会导致电气系统发热加剧，对散热的要求很高。目前，高压快充成为行业的多数选择，2019 年保时捷的 Taycan 全球首次推出 800V 高电压电气架构，搭载 800V 直流快充系统并支持 350kw 大功率快充。而进入 2021 年后高压快 充路线受到越来越多主机厂的青睐，先是现代、起亚等国际巨头发布 800 伏平台，之后比亚迪、长城、广汽、小鹏等 国内主机厂也相继推出或计划推出 800V 平台，高压快充体验将会成为电动车市场差异化体验的重要标准。

从桩端看，高压零部件的成熟度较高。充电枪、线、直流接触器和熔丝等需重新选型，目前均有成熟产品，其余部件 均无需改变。

从车端看，高压主要部件均需重新选型。高压电池、BMS、电驱、OBC、DC/DC、PTC、空调、高压连接器等均需 重新选型。

二、全系高压快充有望成为主流架构

目前预计能实现大功率快充的高压系统架构共有三类，全系高压有望成为主流：

（1）全系高压，即 800V 动力电池+800V 电机、电控+800V OBC、DC/DC、PDU+800V 空调、PTC。

优势：能量转化率高，例如电驱动系统的能量转化率为 90%，DC/DC 的能量转化率为 92%，如果全系高压则不需要通过 DC/DC 来降压，体系能量转化率为 90%，如果通过 DC/DC 降压，则体系能量转化率为 90%×92%=82.8%。

劣势：该架构不仅对电池系统要求很高，电控、OBC、DC/DC 中功率器件需要由 Si 基 IGBT 替换成 SiC MOSFET， 电机、压缩机、PTC 等均需要提升耐压性能，短期车端成本提升较高，但长期来看，产业链成熟以及规模效应具备之 后，部分零部件体积减小，能效提升，整车成本会下降。

（2）部分高压，即 800V 电池+400V 电机、电控+400V OBC、DC/DC、PDU +400V 空调、PTC。

优势：基本沿用现有架构，仅升级动力电池，车端改造费用较小，短期有较大实用性。

劣势：多处使用 DC/DC 降压，能量损失较大。

（3）全部低压架构，即 400V 电池（充电串联 800V，放电并联 400V）+400V 电机、电控+400V OBC、DC/DC、 PDU +400V 空调、PTC。

优势：车端改造小，电池仅需改造 BMS 即可。

劣势：串联增多，电池成本增加，沿用原有动力电池，对充电效率的提升有限。

（4）以保时捷 Taycan 为例：除空调压缩机外，基本实现全系高压架构

桩端：有普通交流充电桩、普通直流充电桩、超级直流快充桩三种方案。 （1）400V 交流充电桩，与 OBC 配合使用，在车端将 400V 交流电转换升压成 800V 直流电； （2）400V 直流充电桩，与车载 DC/DC 配合使用，在车端将 400V 直流电升压成 800V 直流电； （3）800V 直流充电桩，直接在充电桩中输出 800V 直流电。

车端：800V 电池+800V 电机、电控+800V OBC、DC/DC、PDU +800V PTC+400V 空调压缩机。 （1） 电机、电控、PTC 等都是 800V 标准，直接使用动力电池输出的 800V 高压电； （2） 压缩机是 400V 标准，与车载 DC/DC 配合，将动力电池输出的 800V 直流电降压至 400V 直流电； （3） 底盘防倾杆是 48V 标准，与车载 DC/DC 配合，将动力电池输出的 800V 直流电降压至 48V 直流电； （4） 车载电源是 12V 标准，与车载 DC/DC 配合，将动力电池输出的 800V 直流电降压至 12V 直流电；（报告来源：未来智库）

三、系统性技术升级带来多处价值增量

1、动力电池：电芯、负极和 BMS 技术升级

电芯一致性要求提升。800V 平台电池串联数量较多，如果电池之间有差异性，电池使用寿命受到影响，对电芯生产 工艺要求提高，一致性要求提升。

负极改性或使用硅碳负极。动力电池快充性能的掣肘在于负极，一方面石墨材料的层状结构，导致锂离子只能从端面 进入，离子传输路径长；另一方面石墨电极电位低，高倍率快充下石墨电极极化大，电位容易降到 0V 以下而析锂。 一方面可以通过石墨改性解决，即表面包覆、混合无定型碳，无定型碳内部为高度无序的碳层结构，可以实现 Li+的 快速嵌入；另一方面是使用硅负极，理论容量高（4200mAh/g，远大于碳材料的 372mAh/g），嵌锂电位高——析锂 风险小——可以承受更大的充电电流。

BMS 串联比例增加。800V 电驱动系统电池组需要两倍数量的串联电池，因此需要两倍数量的电池管理系统电压检测 通道。假设 400V 电池组使用 96 个串联电池，800V 电驱动系统电池组使用 192 个串联电池，800V 电池组的 BMS 总成本为 400V 电池组的 1.4 倍。

2、电控、OBC、DC/DC：功率器件升级，SiC 需求增加

SiC MOSFET 将加速替代 Si IGBT。400V 系统中，基本用 650V、750V 或 900V 的功率模块以满足电控需求，800V 系统中电驱动平台提升至 1000V 或 1200V，IGBT 模块承受的最大电压在 650V 左右，采用 SiC 材料耐压能力高，能 降低损耗。而采用碳化硅结构，从硬件到软件都颠覆此前的系统，算法、硬件排布、包括电机方面 ECM、高压绝缘 系统也要升级。

SiC 功率器件不仅在耐压和损耗水平上都能满足 800V 以及更高电压平台的需求，还具备其他方面的优势。总体上， 对比硅基器件，SiC 功率器件主要有三大优势：

（1）耐高温、高压：SiC 功率器件的工作温度理论上可达 600℃以上，是同等 Si 基器件的 4 倍，耐压能力是同等 Si 基器件的 10 倍，可承受更加极端的工作环境；

（2）器件小型化和轻量化：SiC 器件拥有更高的热导率和功率密度，能够简化散热系统，从而实现器件的小型化和 轻量化，SiC 器件体积可减小至 IGBT 整机的 1/3-1/5，重量可减小至 40-60%；

（3）低损耗、高频率：SiC 器件的工作频率可达 Si 基器件的 10 倍，且效率不随工作频率的升高而降低，可降低近 50%的能量损耗，同时因频率的提升减少了电感、变压器等外围组件体积，从而降低了组成系统后的体积及其他组件 成本。

SiC 器件在充电层面提升约 2%效能，在运营层面提升约 6%效能。两个系统效率差异在 8%——对于同等大电池，特 别是 80-100kWh 的快充电池，按照 8%的效能来算，可以得到 6.4-8kWh 的电池净收益；如果按照 0.8 元/Wh，对应 大概在 5120-6400 元。长远来说，不光是成本受益，大容量电池想要达到高续航和高效能，必然首选 SiC 器件。

1200V 碳化硅功率产品用量将增加。目前，600V 产品份额高达 61%，主要由于 Tesla 大量使用 600V 碳化硅产品， 并在电动车上大量使用，占据了主要市场份额。而随着比亚迪汉、现代 Ioniq 5 等电动车推出使用 1200V 碳化硅产品， 以及后续 800V 电压平台推广，预计 1200V 碳化硅产品将占据主要的增量市场。此外，通讯、光伏、工业等领域也将 以 1200V 碳化硅产品为主。据 Yole 数据，预计 2026 年 1200V 碳化硅产品占比将达 49%。

全球碳化硅产业链参与者众多，老牌硅基功率企业与新兴玩家同台竞技。碳化硅产业链各环节与硅基产业链类似，主 要包括衬底（对应硅片）、外延、工艺制造、设计、模组封装、系统应用等。老牌玩家有英飞凌、Onsemi、Rohm、 ST 等，新兴专攻碳化硅领域的企业有 Cree、SICC、BASIC、中科汉韵等，以及主车厂/Tier 1 企业比亚迪、博世等。 目前碳化硅基功率器件市占率约 5%，行业仍处于发展的早期，相关技术选型、工艺路线、客户绑定以及电动车格局 等远未定型，给国内企业留下了足够的空间和时间。

导电型碳化硅衬底市场 Cree 一家独大。导电型衬底产业主要瓶颈在于良率与长晶速度，因 PVT 方法长晶速度过慢且 良率低，导致碳化硅衬底价格远高于硅片价格，碳化硅衬底成本占比约 40-45%。Cree 因布局较早，良率与产能规模 全球领先，并规划量产 8 英寸衬底，其在衬底环节具有极强领先优势。

碳化硅外延片市场由 Cree 和 Showa Denko 双寡头垄断。据 Yole 数据，2020 年碳化硅导电型外延片市场中 Cree 和 Showa Denko 市占率分别为 51.4%和 43.1%。外延市场处于产业链中间环节，通常器件厂商具备一定外延能力， 因而市场规模以及玩家数量相对较小。

碳化硅功率器件市场由海外巨头主导。据 Yole 数据，2020 年碳化硅功率器件市场中，ST、Cree、ROHM、Infineon、 Onsemi 市占率分别为 40.5%、14.9%、14.4%、13.3%、7.7%，CR5 超过 90%。车规级器件的可靠性认证给海外 头部厂商提供了很高的进入壁垒。而传统硅基功率器件巨头 Infineon 和 Onsemi 因进入 SiC 行业较晚，未取得先发优 势。ST 因与 Tesla 合作而取得最大市场份额。

国内碳化硅各环节全产业链布局，有望快速成长。衬底环节厂商包括天科合达、SICC、同光晶体、东尼电子等，外 延厂商包括瀚天天成、东莞天域等，设计厂商包括上海瞻芯、上海瀚薪等，IDM 厂商包括泰科天润、中科汉韵、三安 集成、华润微等。国内供应链在各个环节均有布局，而碳化硅仍在快速增长阶段，格局尚未固化，国内企业有望依托 庞大内需市场调整海外巨头垄断地位。

国内衬底厂商虽在产品规格和技术成熟度上有差距，但存在较大追赶可能。目前国产 SiC 衬底已经实现微管密度小于 1 个/cm2，衬底面积 95%可用，位错约在 103/cm2；虽然在单晶一致性、成品率方面与国际先进水平仍有差距，但 未来可期。

国内厂商积极布局碳化硅器件领域，已经实现低端进口替代。现在已经商业化的 SiC 产品主要集中在 650V-1700V 电压等级，主要产品为二极管和晶体管，3000V 以上电压及 SiC IGBT 尚在研发当中。国内厂商如泰科天润已发布 3300V/0.6 A-50 A SiC 二极管系列产品；三安集成、基本半导体等公司已实现 650V、1200V、1700VSiC MOSFET 的 小规模量产；功率模块方面，国内上市企业士兰微、斯达半导等公司积极布局，目前比亚迪汉已经成功搭载了自主研 发的 SiC MOSFET 控制模块。根据 CASA Research 披露，2018 年至今，国内厂商始终加强布局第三代半导体产业， 2020 年一共有 24 笔投资扩产项目（2019 年 17 笔），增产投资金额超过 694 亿元，同比增长 161%，其中 SiC 领域 共 17 笔、投资 550 亿元，GaN 领域共 7 比、涉及资金 144 亿元。

“小三电”技术升级带来较大边际变量。SiC“小三电”在整体价格上要高于 Si 基 IGBT“小三电”10-20%，在“大三电”领域， 整车厂自制动力较足，相比之下在“小三电”领域，整车厂外采需求更大，能满足高压需求的企业有望获取更高的市场 份额，行业内涌现出了一批优质的第三方零部件公司，威迈斯、富特科技、欣锐科技、英搏尔等 2021 年的销量都在 高速增长。

3、高压连接器：用量和性能都将提升

短期内用量增加，长期产品升级。目前主流的充电桩是 400V，且车端驱动部件以 400V 标准为主，为了满足 800V 架构，需要增加大量 400 到 800V 的 DC/DC，从而增加连接器用量，新能源汽车单车使用连接器数量提升至 800 到 1000 个（传统汽车单车连接器数量约为 500 个）。而 800V 连接器设计要点较多，要满足热管理、EMC、车机震动和 腐蚀等问题，尤其是 800V 交流电频率很快，导致 EMC 问题，给其他敏感零部件带来干扰，长期来看连接器品质升 级是必然。从单车价值量的角度来说，在不含线束的情况下，一般高压连接器单车价值量为 2000 元左右，新增高压 连接器在乘用车可以达到单车800-1500 元，商用车可达 1500 元以上。

进口替代空间巨大。在高压连接器领域，国际企业拥有先发优势，国际企业普遍进入行业较早，企业规模较大，行业 集中度较高，产品成熟度较高，泰科、安费诺、莫仕、矢崎都是较为强势的海外高压连接器企业。高压连接器行业的 核心壁垒在于企业掌握核心技术，如载流能力、温升、插拔寿命、防护等级、电气、机械以及环境性等指标，目前以 瑞可达为代表的中国厂商已打破高压连接器的关键技术指标壁垒，凭借较强的工艺控制与成本控制能力、更为贴近客 户以及反应迅速灵活等优势，快速形成了规模优势，在制造成本、产品品质上已经具有较强的市场竞争力。

4、高压直流继电器：高压化、高性能拉升附加值

800V 下产品性能要求提高，附加值提升。继电器在新能源汽车中对电池充放电线路进行切换及保护，防止设备故障、 短路、起火等，节省维护成本，对空调、转向、刹车、气泵、电机等进行通断控制，为新能源汽车核心元件。800V 平台电压电流更高、电弧更严重，对高压直流继电器耐压等级、载流能力、灭弧、使用寿命等性能要求提高，产品需 要在触点材料、灭弧技术等多方面改进，高压直流继电器高性能带来高附加值，乘用车单车价值量约为 800-1400 元， 预计 800V 电压平台单车价值量将提升 40%。

目前新能源高压直流继电器市场中，具备大批量供货能力的专业厂商可划分为三类：

（1）外资专业制造商：泰科、松下、Gigavac 为代表，这类厂商技术实力雄厚、布局高压直流继电器业务较早，其 中 TE（收购 Kilovac）、Gigavac 原业务包含高压直流继电器、相关产品最初在军工、航天、电力等领域配套；松下 原业务聚焦传统通用继电器、后将业务拓展至高压领域，如松下早在 1997 年推出首款应用于混动车的高压直流继电 器产品。

（2）国内专业制造商：宏发股份、上海西艾、昆山国力为代表，这类制造商布局高压直流继电器较晚，大多从 2005 年后开始研发、在近 5 年形成配套；其中上海西艾、昆山国力主营业务聚焦在高压直流继电器；宏发股份从传统通用 继电器业务切入高压领域。

（3）下游整车制造商：比亚迪，高压直流继电器自供、并逐步开拓外部市场。

国内市场自主引领，竞争力较强。高压直流继电器全球市场集中度较高，CR3 占据了 70%以上市场份额；其中国内 继电器龙头宏发股份占比达 23%、市占率全球第二（仅次于松下 36%）。受益于国内新能源车自主品牌和充电桩的先 发优势，高压直流继电器国内市场由自主品牌主导，2019 年宏发股份、比亚迪、上海西艾等占据约 75%国内市场份 额，其中单宏发股份一家市占率达 40%，比亚迪、上海西艾市占率分别为 25%/10%，呈现一超多强格局。

5、熔断器：激励熔断器渗透率提高，单车价值量提升

熔断器是新能源汽车必不可少的安全装置。新能源汽车储能采用高压直流电，过电流保护主要依靠高性能熔断器来完 成。若发生短路事故，可能产生 10kA 以上的短路电流，是目前车辆其他器件无法可靠分断的，短路电流持续数十毫 秒即会毁坏车辆系统回路中重要器件，如动力电池、导线、负载器件等，造成重大经济损失，严重时会造成起火引发 二次伤害，危害生命安全，熔断器可以在短路电流发生时快速切断回路，防止事故扩大，保护财产、生命安全，是新 能源电动汽车回路系统中必不可少的安全保护装置。

随着电路保护要求提高，新型熔断器逐渐得到应用。传统电力熔断器无法根据保护要求调整，而新型的激励熔断器可 以通过接收控制信号，激发保护动作。与传统熔断器相比，激励熔断器可根据车辆的工况需要，主动切断高压回路， 使系统供电迅速断开，使高压端隔离，保护系统以及人身安全。此外，激励熔断器能主动切断故障电流，且动作时间 更短、功耗更低，当前已逐步应用于新能源汽车，目前平均售价约 88 元左右，传统电力熔断器售价约 24 元左右。熔 断器单车价值量约 200-250 元，800V 平台下激励熔断器市场渗透率将快速提升，预计单车价值量将提升约 20%，预 计单车价值量将达到 250-300 元。

全球熔断器市场主要集中在国外企业。2019 年 CR3 占比 64%。2019 年，全球前三的熔断器企业分别为 Littlefuse、 Bussmann、Mersen，占比分别为 31%、24%、9%，CR3 达到 64%，格局较为集中。欧美日企业起步较早，且控 制着行业标准的制定权及绝大多数专利技术，经过多年发展格局趋于稳定。2013 年全球前七大熔断器生产商占比 92%， 2019 年前七大熔断器生产商占比仍然是 92%，格局基本稳定。

在新能源汽车领域，熔断器集中度较高，中熔电气为国内第一。根据中国电动车百人会，2019 年主流整车企业中， 中熔、Bussmann、Mersen 占比分别为 55%、30%、10%，CR3 占比达到 95%。

国企企业凭借定制化服务有望加速进口替代。熔断器企业竞争力主要体现在两个方面：一是定制化研发能力，熔断器 需要根据下游定制化开发，新车型需要反复提出要求并修改，企业联合上下游灵活定制化研发的能力是壁垒之一；二 是自动化生产效率，传统行业熔断器由于产品品类多、下游分散，不同型号产品较难自动化，而新能源汽车熔断器由 于数量多、且为圆管，较易实现自动化，高度自动化产线在提升规模效应、降低不良率、控制成本方面具有重要作用。

6、薄膜电容：耐压及安全性升级，单车价值提升

薄膜电容在大功率电力设备中广泛应用。薄膜电容采用的是无感式卷绕，电流的流向路程短（等于薄膜的宽度），ESL 和 ESR 较小，所以能承受大的纹波电流而不发热。薄膜电容具有自愈功能，当在薄膜上绝缘弱的地方被施加过电压 导致绝缘击穿时，周围的蒸镀膜瞬时氧化，恢复绝缘状态，安全性高。薄膜电容这种耐高压、高可靠性和安全性、长 寿命、无极性等特点，使其在高压大功率电力电子设备中应用广泛。

在新能源汽车运用中，电容器是能源控制、电源 管理、电源逆变以及直流交流变换等系统中的关键元器件，电容器的寿命也决定了逆变器/变流器寿命。目前新能源 车中主要用到三种薄膜电容——DC 滤波、DC-Link、IGBT 吸收。这三种电容中，DC-Link 电容（直流支撑电容）最 为重要，在逆变器中直流电作为输入电源，需通过直流母线与逆变器连接，逆变器在从 DC-Link 得到有效值和峰值很 高的脉冲电流的同时，会在 DC-Link 上产生很高的脉冲电压使得逆变器难以承受，所以需要选择 DC-Link 电容器来连 接，一方面吸收逆变器从 DC-Link 端的高脉冲电流；另一方面也防止逆变器受到 DC-Link 端的电压过冲和瞬时过电压 的影响。此外，现在的 DC-Link 电容器也可直接整合到 IGBT 模块中，而不再需要专门的 IGB 吸收电容。

高电压需要更厚的材料，材料用量增加、体积增大。根据 Infineon 估计，新能源车逆变器中功率器件成本约占 40%， 价值量最高；用于交流电滤波的薄膜电容成本约占 16%，是价值量仅次于功率器件的部分。薄膜电容主要有 EMI 电 容、DC-Link 电容、缓冲电容、谐振电容、功率因数校正（PFC）等，DC-Link 电容因为容值最高，价值量也最高， 达到数百元，而 EMI 电容、谐振电容、PFC 电容等容值在几十 nF，单价较便宜。目前新能源汽车薄膜电容单车价值 量约为 400 元，800V 趋势下薄膜电容 ASP 提升约 20%。另外短期看，800V 会在高端车率先应用，高端车一般采用 双电机配置，提升薄膜电容用量。

薄膜电容行业头部企业主要为日本及欧美企业，进口替代空间巨大。全球范围内，日本松下、尼吉康、TDK，以及美 国的基美和威世等日本和欧美企业是薄膜电容的主要供应商。日本松下是全球薄膜电容龙头厂商，全球市占率达 55%。 第二梯队包括基美、法拉电子、尼吉康、TDK 和威世 5 家厂商，各家市占率水平差距较小。

薄膜电容器可部分替代电解电容器。随着电力电子技术向各领域拓展，薄膜电容器的应用越来越多，目前，660V 交 流电压等级变频器或功率单元需要耐压 1200V 的薄膜电容器，可以做到 0.4 元人民币/μF，在价格相等条件下，薄膜 电容器等效电容量可以达到电解电容器等效电容量的一半。

由于薄膜电容器的半永久寿命，使得这一领域中替代电解 电容器具有极大的商业价值和技术价值。 国内产品技术提升空间较大。国产薄膜质量和性能与国外著名品牌薄膜有比较大的差距，因此，国产优质薄膜电容器 不得不依赖国外品牌薄膜支撑，这是我国薄膜电容器制造领域的短板，只有薄膜制造技术及产品的提升，整个薄膜电 容器制造业才能进入良性发展。（报告来源：未来智库）

7、系统性技术升级带来多部件价值量提升

电池：提升负极与 BMS 性能，短期内高性能硅碳负极成本较高，随着产业化规模效应提升，成本有望下降到合理区 间，短期单车价值量提升约 3500 元；BMS 由于串联的增多，价值量提升约 40%，对应价值量 1680 元；

电控及小三电：原有 Si 基功率模块需要替换成 SiC 功率模块，由此带来模块价值量提升约 20%，对应价值量 300 元； 以 SiC 器件功率器件为核心的电控及小三电价值量提升约 15%，对应价值量 1125 元； 高压连接器：高压对连接器的要求更高，高压连接器单车价值量提升约 800 元。 元器件：高压直流继电器单车价值量提升约 40%，对应价值量 300-560 元；熔断器单车价值量提升约 20%，对应价 值量 50-60 元；薄膜电容单车价值量提升约 20%，对应价值量 80 元。

四、车企纷纷布局，产业趋势明确

1、华为：打造行业内首个全栈高压平台解决方案

2021 年 4 月 18 日，华为给出了一套比较明确的技术目标：到 2025 年将推出电压平台超 1000V、功率 600kW 的快 充方案，5 分钟即可实现 30%-80%SOC 充电性能。针对这一目标，华为选择了高电压的路线，即在 2021 年先落地 750V@200kW 的 FC1 闪充充电方案，2023 年落地 1000V@400kW FC2 闪充方案，2025 年向 FC3 闪充标准演进。

华为推出 AI 闪充动力域高压平台解决方案。其产品包括高压车载充电系统、高压异步电驱动系统、高压同步电驱动 系统、高压电池管理系统、直流快充模块、三电云和高压热管理系统。全栈产品可帮助整车企业实现高压平台产品快 速搭载落地。另外，从整车成本层面考虑，采用 800V 高压器件，初期成本可能会比原来 400V 电压平台略高。华为 在发布会上称，高压架构下整车成本的上升不足 2%，后期，基于技术快速迭代，一旦产业链趋于成熟，就可以快速 拉低整个产业的成本。

2、小鹏汽车：车端、桩端同时布局

车端：小鹏汽车发布了 800V 高压碳化硅平台，这一平台能够承受超过 600A 的充电峰值电流，平台采用高能量密度、 高充电倍率电池，充电 5 分钟最高可补充续航 200 公里。另一方面，800V 电气架构能够降低车内线束重量，进一步 优化续航里程。 桩端：480kW 高压超充桩。这一高压充电桩能够充分发挥 800V 平台的补能技术潜力。此外，小鹏超充将在站端带来 自研储能充电技术，采用储能超充站及移动储能车两种方式，通过削峰填谷，为用户带来高效补能体验的同时减轻电 网压力。 快充车型：G9，预计 2022 年三季度交付。

3、广汽集团：车端、桩端同时布局

车端：2021 年广汽科技日上，广汽集团展示了最新的超级快充技术，其中分为 3C 和 6C 两个版本，6C 高倍率快充技术可以实现 0-80%SOC 只需 8 分钟，30-80%SOC 只需 5 分钟。电芯方面：海绵硅负极片电池和超级快充电池技 术；即将量产的车型，电芯能量密度大于 280wh/kg，电池续航超 1000km，未来电芯能量密度还将超过 315wh/kg。 能效方面，220-480kW 充电功率，充电 8 分钟，续航 200-400km。 桩端：480kW 充电桩，并大规模布局，预计到 2025 年，广汽埃安将会在全国 300 个城市建设 2000 座超充站，渗透 至地级市，实现全覆盖。 快充车型：AION V Plus，2021 年 9月 29 日上市。

4、长城汽车：已布局快充电池

2021 年 12 月 8 日，长城汽车子公司蜂巢能源在第二届电池日发布会上发布了 800V 超级快充电池系统，充电 15 分 钟续航 100 公里，最大充电功率可达 480KW，灵活的高压架构支持 800V 和 400V 灵活切换，高安全的 BMS 耐压等 级达 5000V，高效热管理使得电池在 4C 快充下电池包温升小于 20℃。 快充车型：机甲龙，预计 2022 年上市。

5、岚图汽车：全栈布局高压快充系统

2021 年 9 月 26 日，岚图汽车发布了最新 800V 高压超级快充技术，是一套动力电池和用电设备均为 800V 高压系统， 无冗余升压装置的全新高压系统架构，包括超级快充系统、超低系统能耗、高性能电池、SiC 电驱总成，并支持无线 充电。该技术具备极致快速充电的能力，其中整车高性能电池搭载 4C 电芯，在 360KW 超级充电桩的加持下，充电 速率可提升 125%，实现充电 10 分钟，续航 400 公里。 快充车型：有望在 2023 年量产。

6、比亚迪：基于 e 平台 3.0 打造快充技术

e 平台 3.0 的关键模块，体积更小、重量更轻、性能更强、能耗更低。标配全新热泵技术，电驱动系统升级为 8 合 1 模块，综合效率可超 89%。搭载 e 平台 3.0 的电动车，零百加速可快至 2.9s，综合续航里程最大突破 1000km。800V 闪充技术，电动车充电 5 分钟，行驶 150km，百公里电耗比同级别车型降低 10%，冬季续航里程至少提升 10%。

五、投资分析

随着电动车渗透率的快速提升，车企的竞争更加深化和多元，未来几年是车企品牌向上、服务升级、差异化竞争的佳 时间窗口，高端车型有望密集推出，缩短充电时间是提升电动车使用体验的关键之一，国内外整车厂争相布局 800V快充，率先在高端车上配置，在短期内形成差异化竞争力。长期看，中低端车型亦有快充需求，800V 电气架构升级 具备长期趋势，系统性技术升级将带来价值增量。

（1）车端需要技术升级的涉及面较广，包含电池、电控、OBC、DC/DC、电子元器件、压缩机、PTC 等，对车企和 供应商提出了要求，短期内车辆成本上升，但长期来看，除了补能效率的提升，整车能量利用效率提升，无效损耗减 少，从而降低整车成本。

（2）基础设施方面需要完善配套的地方较多，例如电网消纳能力的提升、超充桩铺设、充电桩接口的统一等都需要 耗费较大的时间和精力。

（3）未来两年 800V 高压车型将陆续交付，例如小鹏 G9、长城机甲龙、广汽 AION V PLUS、极氪、极狐αS 等，同 时车企会陆续布点 800V 快充桩。

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

精选报告来源：【未来智库】。未来智库 - 官方网站