2024年800V高压快充新技术专题报告：超充桩建设加速，液冷技术升级

1、 补能需求、车型供给、政策标准三重驱 动

1.1、 超充满足高端领域快速补能需求

通过充电时间的长短可以把电动汽车充电桩分为三类：慢充，快充，超充。 慢充：通过车载充电机（OBC）充电，输入电压为 220V，充电功率多为 7kW。 由于功率较低，一般需要 6-8 小时才能充满电，大多安装在居民小区停车位上。 快充：将电网中的交流电转化为直流电，再通过充电插口给电池充电。此类型充 电桩输入电压为 380V，充电功率可高达 60kW，极大地缩短了充电时间，充至 电池容量的 80%一般只需 30 分钟，正常情况下充满电需 30-120 分钟。 直流快充桩适用于对充电时间要求较高的场景，如出租车、公交车等运营车辆， 集中式的充电站，也有望拓宽至居民社区、购物中心等场景。

超充：和快充一样使用直流电，不过功率更大、充电时间更短。超充在业内一般 定义为：具备单枪充电功率不小于 350kW，最大输出电压不小于 1000V，持续 充电电流不小于 400A，目前国内尚没有明确的标准定义。 美国能源部对 XFC（eXtreme-Fast Charging）定义为：0-80% SOC 的充电时间 <=10 分钟（新增逾 55 度电或逾 320km 续航，平均充电倍率 6C 及以上）；同 时，电池比能量>=200Wh/kg，充电桩功率>=400kw（欧洲定义为>=350kw）。 超充桩的功率更大，极高的散热要求通常需要用到高成本的液冷充电模块，更高 的投资成本和安全性要求限制了超充的应用场景，目前超充充电桩的应用场景主 要在高速路段及车企品牌充电站。由于充电站的运营回收周期较长，未来几年超 充还将属于“高端服务”。

1.2、 大功率快充趋势，拉动超充桩建设需求

2022 年主要国家和地区直流快充占比和密度均实现增长，中国处于领先地位。

1.2.1、中国：偏好大功率快充，超充桩空间广阔

消费者偏好大功率快充。当前电动汽车平均充电时长普遍在 1 小时或以上，且匹 配快充需求的直流充电桩数量不足，无法满足用户快速补能需求。据中国充电联 盟联合能链智电发布的《2022 中国电动汽车用户充电行为白皮书》中统计，高 达 72%用户充电时选择 120kW 及以上的大功率充电设施，而 30kW 以下的充电 设施用户选择率仅为 2%。 大功率、优质充电桩数量有待提高。截至 2022 年底，全国各类充电桩保有量达 到 521 万台，车桩比已达到 2.5:1。但已建设的充电桩以小功率慢充为主，大功 率快充充电基础设施数量不足。以新能源汽车保有量最大的上海市为例，截至 2023 年 2 月底，上海市共有约 14.76 万台充电桩，充电枪 16.49 万个，120kW 以上的快充直流电枪 10875 个，仅占 6.59%。

中电联统计数据显示，2021 年排名前四的运营商的 25.5 万台直流充电桩中， 500V 充电桩约 9.1 万台，占比 36%，750V 充电桩约 15.3 万台，占比 60%， 1000V 充电桩仅 1.1 万，占比不足 4%。据华为测算，如果按照现有车桩比测算， 要满足 1300 多万台高压快充需求，2023-2026 年行业需要再增加 98 万台 1000V 高压直流桩。

1.2.2、欧洲：车企、能源企业推动快充桩建设

直流桩占比仅 12%，150kW 以上快充桩占比约 6%。据 EAFO，截至 2023Q3， 欧盟充电桩总数量为 61 万根，其中 88%的公共充电设施是交流充电桩，大多为 22 千瓦或以下。直流充电桩共 7.4 万根（占比约 12%），其中，1 级超快速直 流充电点（150kW-350kW）为 3.4 万根，总体占比 5.5%，2 级超快速直流充电 点（>350kW）为 5637 根，占比 0.9%。 公共快充桩成为投资重点。根据 ACEA 预测，到 2030 年欧盟对于乘用车和商用 车充电基础设施的累计投资将达 1720 亿欧元，其中 850 亿欧元将投资于公共充 电基础设施，590 亿欧元将投资于公共快速充电基础设施，快充的累计投资额占 比达 34%。 车企、能源企业联合推进超充桩布局。欧洲充电桩市场主要由车企或能源企业带 头推动，如特斯拉、Ionity、EnBW、BP、壳牌等。由宝马、戴姆勒、福特、大 众、现代等头部车企联合成立的 Ionity 公司自 2016 年开始在欧洲各地快速布局 超高速充电桩，截至 2021 年底已布局约 1540 座充电站，充电桩的功率高达 350kW，可以在 5-10min 内为车辆补充足够多的电量，同时，Ionity 接受欧洲 CEF 资助高速充电设施建设，计划到 2030 年布局 3.6 万多个高速充电桩。

1.2.3、美国：特斯拉开放超充网络

充电桩缺口较大，特斯拉引领快充桩建设。美国充电桩根据电压等级分为Level1/ Level2/ Level3 三种，Level 1 是指直接用美国家用插头（单相）120V 供电的充 电桩，功率一般在 1.4kW 到 1.9kW；Level 2 是指用美国家用高压 208V /230V /240V 的 AC 充电桩，功率相对较高，3kW-19.2kW；Level 3 是指 480V 以上直 流 DC 充电桩。据 AFDC 网站显示，截至 2023Q2，公共直流快充桩增速最快， 环比23Q1增长 6.1%，占比 21.9%，相比2019Q4的16.7%，占比提升了5.2pct； 但是，其中 61.6%是特斯拉超充桩。由于 EVgo 350kW 超充桩和 Rivian 480kW 超充网络的装机带动作用，输出功率大于 349kW 的超充桩增速最快，达到了 18.1%。

据 NREL 报告《2030 年美国充电网络》预测，到 2030 年，美国道路上将有 3300 万辆电动汽车，大约需要 2800 万个充电接口——包括 120 万个公共桩和 2680 万个私人桩，累计投资在 530 亿至 1270 亿美元之间。120 万个公共桩中包含 18.2 万个功率输出高于 150 kW 的直流快充桩，约占公共桩数量的 15%，直流 快充桩投资额占到了总体的 39%。

政策方面，2022 年 6 月 9 日，依据《两党基础设施法》，拜登政府设立“美国 国家电动汽车基础设施计划”（NEVI），向各州提供总额 50 亿美元资金在全美 的高速公路沿线建设由 50 万个充电站组成的电动汽车充电全国网络。 特斯拉开放充电标准，推动其超充站建设。在特斯拉宣布决定开放其充电标准后， 福特、通用汽车、Rivian、沃尔沃、Polestar、日产和梅赛德斯-奔驰宣布将在 北美采用特斯拉 NACS 充电标准，特斯拉开放其超充网络。特斯拉 NACS 充电 技术正替代 CCS 标准成为美国行业标准，将进一步推动特斯拉超充桩的建设。 截至 2023 年 7 月 24 日，特斯拉在美国共有 1847 个超级充电站，共 20040 个 超充桩。

1.3、 800V 车型涌现，电池、车、充电桩革新共振

（1）国产高压快充车型涌现，带动车端器件升级

为了解决电动车用户群体从先锋用户转向大众用户，以及需求重心从续航里程转 向补能效率，新产品的定位为实现普通大众的快速补能。而“千伏”高压架构是 实现电动汽车 5-10min 快充的必然趋势。根据华为发布的《中国高压快充产业 发展报告（2023-2025）》，800V 架构的电动汽车销量在 2023-2026 年将从 121 万辆到达 580 万辆，3 年实现 3.8 倍增长。2026 年底 800V 以上高压平台车型 保有量将超 1300 万辆。

（2）4C 神行超充电池实现降本，超充得以推广

2023 年 8 月 16 日，宁德时代发布全球首款磷酸铁锂 4C“神行超充”电池，实 现“充电 10min，神行 800 里（400km）”。超充电池不再是高端用户选配， 而成为电动车的标配产品。 材料、结构、体系全方位创新实现 4C 超充，负极改性及包覆受益弹性大。超电 子网正极、石墨快离子环、超高导电解液配方、超薄 SEI 膜、高孔隙率隔离膜等 技术创新共同为 4C 超充的实现打下基础。我们认为，负极是实现快充的核心环 节。石墨快离子环技术对石墨表面进行改性、多梯度分层极片设计，实现快充与 续航的平衡。负极包覆材料用量提升是受益于超充电池的重要方向。

（3）液冷超充桩补齐高压快充最后一环

2023 年国庆期间，华为全液冷超充站落地川藏线，超充进展加速。全液冷超充 终端具备诸多优势：实现“一秒一公里”的超充：最大功率达 600kW，最大电 流达 600A；可靠性高：应用全液冷技术，实现耐高温高湿、防尘防腐；匹配多 款车型：匹配特斯拉、小鹏、理想等乘用车及货拉拉等商用车。 2023 年 4 月上海车展华为全液冷超充即已亮相，融合光储，实现了液冷、高压 防护、功率分配等技术运用，液冷确保 10 年使用寿命，全模块化单柜最大功率 720kW、12 枪输出，市电利用率提升 30%，TCO 下降 40%。目前液冷超充桩 较传统的直流桩单瓦投资额高出较多，依然有待规模化降本。

综上，高压快充需要电池-车-桩端协同升级使产业迎来共振发展，电动汽车企业 800V 高压平台车型陆续推出，宁德 4C 快充电池加速超充落地，华为 600kW 全 液冷超充站引领技术趋势。投资方面： （1）快充电池：负极、电解液材料、包覆材料是核心，同时通过极耳、pack 重新设计增加导热面积； （2）整车架构：电驱、电控需要 SiC 器件应用，PTC、压缩机，OBC、DCDC， 线束、连接器、熔断器都需要耐高压设计； （3）超充桩：液冷模块、液冷终端（充电枪线）是核心，熔丝、接触器及备用 电源需要更新。

2、 超充落地的可行性与经济性

2.1、 微电网、储能可解决超充对电网稳定性的冲击

由于无序的电动车充电行为，往往与居民日常负荷曲线高度重合，根据国网北京 经济技术研究院研究，电动车充电行为与居民日常用电曲线重合部分高达 85%， 其将从负荷峰谷差变化量、线路重载比例增量、变压器负载率变化度、节点电压 偏移变化量、节点电压越限数量等方面对配电网运行造成影响，严重影响供电的 安全与平稳，需要改进线路与变压器，电网要多花额外的成本铺设新的馈线与添 置变压器。

通过微电网、共享储能可解决超充对电网稳定性的冲击。微电网是指由分布式电 源、储能装置、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等组成的小型发配电系统， 是解决分布式电源直接接入电网所引起一系列问题的有效手段。

2.2、 超充有待规模化降本，应从度电成本视角衡量经济 性

液冷超充桩初始成本较高，通过配置储能解决电网容量不足、调节电网负荷的问 题，也增加了较多的初始投资成本。以美国 Electrify America 一个 350kW 大 功率超充站为例，配置一套特斯拉 350kWh、功率为 210kW 储能系统，价格约 21 万美元，按 6.7 汇率计算约为 140 万人民币。而一座 A480，5 座 120kW 充 电桩的超充站在不含地租的条件下总成本约为 112.2 万元。 应用充电度电成本，代替初始投资，衡量充电场站投资收益。充电网作为重要的 新型基础设施，应考虑未来技术迭代和标准升级，改变简单比较单瓦成本的思路， 引入全生命周期的充电度电成本进行评估。据长虹集团测算，华为全液冷超充方 案度电成本要远低于传统方案，10 年整站度电成本 0.34 元/kWh，分别较一体 桩、风冷堆低 35%、26%，投资回收期仅为 6.7 年。随着技术和制造水平的提 升，最终成本会降下来。

3、 超充趋势推动充电桩技术升级

3.1、 桩端部件成熟度较高，全液冷超充优势显著

超充桩产业链和充电桩产业链基本一致，超充桩仅充电枪、线缆、直流接触器、 直流熔丝等配电器件需重新选型（均有成熟产品），架构和成本影响较小。

华为引领全液冷超充技术。当前液冷超充桩大多是在传统风冷充电桩基础上，采 用液冷充电枪来实现大电流充电输出，大充电功率下噪声较大，可靠性较低，后 期维护成本较高。华为发布的全液冷充电架构采用液冷充电模块、液冷充电枪， 系统整体采用液冷散热设计，具有充电电流大、噪声小、可靠性高的特点。 超充推动液冷、高压防护、柔性功率分配等技术的运用。快充使得电流增大产热 明显，对于充电设备的散热能力要求提升显著，液冷技术将在高压快充趋势下得 到广泛运用。提高电压更加注重充电桩的安全防护设计，采用陶瓷封装的耐高温 高压直流保护器件。另外，通过柔性功率分配技术，把大功率充电堆的功率动态 地分配给不同充电终端，解决了功率不够充电慢、功率浪费利用率不足的问题。

3.2、 液冷模块技术门槛提升

超充快充提高充电模块的技术门槛。充电模块是充电桩中最核心的部件，据 MIR 睿工业，充电模块成本占比达到 50%，内部结构复杂，是影响充电桩整体性能 与安全的重要部件。随着电压等级和充电等级的提高，要求模块必须具备更强大 的耐高压性能和功率，进一步提高了充电模块的技术门槛。目前，我国充电模块 功率基本上是 15kW/20kW，未来在大功率趋势下 30kW、40kW 及以上或成为 市场主流。 液冷模块满足大功率充电的散热需求。对比传统的风冷散热充电模块，液冷充电 模块是全封闭设计，有效隔绝灰尘、易燃易爆气体，有更高的防护性，液冷充电 桩采用的电缆也都需要经过耐高温、耐腐蚀、抗爆破、耐高寒、耐低温等测试， 所以液冷超充的技术壁垒、生产成本都更高，对充电模块企业的研发能力、生产 制造能力提出了更高的要求。

3.3、 液冷充电枪线迎发展机遇

液冷充电枪线解决超充散热难题。充电电流增大后接触端子及线缆的发热量会快 速增加，导致温度迅速升高，易损害充电装置的电子元件，严重的还会引起安全 事故。降低电缆发热的常规方法是增大电缆线芯截面积，但是充电电缆特殊的使 用场景要求其不可太粗太重，电缆线芯截面积不能无限制增大。大功率液冷充电 枪是在充电线缆中放置液冷管道，让冷却液带走线缆的发热量，此种方式不仅可 以减小线缆线芯截面积，而且充电电流更大，充电过程温升更低。

欧美重视液冷技术发展，抢占先机。2016 年，瑞士线缆公司灏讯(Huber+Suhner) 研发出世界上第一个冷却充电电缆系统，可在 50℃的高温下保持 500A 的电流 连续快充。宝马、戴姆勒、福特、大众、奥迪、保时捷合资成立的充电桩公司 IONITY 在 2018 年 4 月启用的第一个超充站使用的便是液冷充电枪。特斯拉作为超充技 术引领者，2015 年便已研发液冷充电站，至今已迭代至 V4 超充桩。2019 年 3 月，特斯拉 V3 超充桩的液冷充电线缆比 V2 的充电线直径减小 44%左右，最高 峰值功率可达 250kW。 国标液冷大功率线缆弯道超车。2017 年，汽车线缆企业奥美格开发液冷大功率 充电电缆，同年，洛阳正奇研发大功率液冷充电线缆、充电枪、充电插座、液冷 源；2021 年，鑫宏业联合吉利汽车率先研发出小外径、轻量化、大功率液冷充 电线缆结构设计及加工工艺应用于“极能”充电站。

3.4、 高压快充趋势下 SiC 加速渗透

高压快充趋势下功率器件演进，SiC 取代 Si-MOSFET。Si-MOSFET 比 IGBT 的 开关损耗小，因此在要求高频开关的电源模块中成为主流应用，是电源模块主要 应用的功率器件。但 900V 以上 Si-MOSFET 电阻损耗大，SiC-MOSFET 损耗低， 芯片小。当输出电压将由 750V 提升到 900V、1000V 甚至更高，Si 将被 SiC 替 代。与传统硅基器件相比，碳化硅模块可以增加充电桩近 30%的输出功率，并 且减少损耗高达 50%左右，对降低充电桩的系统成本至关重要。

通过材料技术和制备装备的发展，国产化 SiC 器件不断降本，在充电模块中已有 较多运用。在高压快充趋势下，越来越多的充电模块企业将 SiC 运用至充电模块 产品中，SiC 市场前景广阔。

4、 投资分析

4.1、 威迈斯

深圳威迈斯新能源股份有限公司成立于 2005 年，总部位于中国深圳，致力于电 力电子与电力传动产品的研发、生产和销售。产品包括但不限于 OBC、DCDC、 逆变器、齿轮箱、电动汽车通信控制器（EVCC）、电动汽车无线充电系统（WEVC） 等。公司于 2023 年 7 月 26 日在上海证券交易所科创板上市。 近三年公司业绩增长迅速。公司抓住新能源汽车发展和“进口替代”风口，专注 新能源汽车车载电源产品,2023 年前三季度公司营业总收入为 35.93 亿元，同比 增长 40.55%，归母净利润为 2.88 亿元，同比增长 33.97%。

2021 年起公司毛利率逐年走低，与上游原材料价格变动、同款产品年降趋势等 因素有关；净利率逐渐抬升主要由于费用率的降低。2023 年前三季度毛利率为 18.60%，同比下降 1.87pcts，净利率为 7.87%，同比下降 0.44pcts。

分业务来看，车载电源集成为主要业务。公司 2013 年开始业务转向，2017 年 成功量产车载电源集成产品。2022 年，公司初期的工业电源业务营业收入占比 已不足 2%。反观新能源汽车领域业务，2023 年上半年新能源车载电源产品实 现营收 20.17 亿元，同比增长 45.74%，占比 89.48%。

分业务毛利率来看，2022 年新能源汽车领域车载电源业务的毛利率为 20%，同 比下降 2.0pct；工业电源业务毛利率为 24.14%，同比下降 4.2pct，主要原因是 在功率器件、磁元件等主要原材料价格上涨的背景下，公司主要产品毛利率有所 下降。 2023 年前三季度经营现金流净额大幅提升。2023 年 Q1-Q3 公司经营活动现金 流净值为 5.65 亿元，改善较多。公司以车载电源集成产品为核心，积极拓展产 品市场，同时加速海外市场布局。经营活动现金流净额的增加主要系公司业务规 模增加，经营性现金流入增加所致。

抓住高压快充的风口。高压快充有望解决新能源汽车现有的里程和充电问题，已 成必然趋势。为抓住高压快充风口，技术层面，公司已积累形成了 800V 高压平 台产品开发技术、第三代半导体应用技术、磁集成控制解耦技术等核心技术，成 功解决了高绝缘耐压、高转换效率及低开关电磁干扰等高难度技术要求。产品层 面，公司 800V 车载集成电源产品已获得小鹏汽车、理想汽车、岚图汽车等客户 的定点，其中小鹏 G9 车型已于 2022 年第三季度上市，为国内首批基于 800V 高压平台的新能源汽车车型之一。从市场竞争格局上来看，根据 NE Times 数据， 2023 年上半年，公司在中国乘用车车载充电机市场出货量第二，市场份额为 16.3%，仅次于弗迪动力；在第三方供货市场（不含比亚迪和特斯拉）出货量排 名第一，市场份额为 30.45%，拥有较大的市场客户优势。 持续投入形成较强研发实力。公司保持高比例资金投入，2020 年-2023 年前三 季度，公司研发投入分别为 0.77、1.46、1.91、1.97 亿元，占营业收入比例分 别为 11.65%、8.60%、4.99%、5.47%，截至 2023 年上半年，公司取得授权专 利 360 项。其中，磁集成控制解耦技术解决了常规磁集成方案引起的整车低压 电池亏电的行业难题，有集成度高、结构简单、可靠性高等优点。 积极开拓国内外市场。公司参与全球新能源汽车市场的竞争，已向海外知名车企 Stellantis 集团量产销售车载电源集成产品，并取得雷诺、通用汽车等海外车企 定点，是行业内最早实现向境外知名品牌整车厂商出口的境内厂商之一。

4.2、 鑫宏业

无锡鑫宏业线缆科技股份有限公司于 2004 年 2 月注册成立，是一家致力于研发 生产电气设备连接线、光伏线、新能源汽车线、机车车辆配线、高品质电机绕组 线等各种特种电线电缆及线束组件加工的专业厂家，也是国内新能源光伏线缆及 电动汽车线缆的龙头企业。 公司以创新驱动为发展核心，自主研发了行业领先的新能源用交联聚烯烃弹性体 绝缘材料，沉淀了轻量化结构设计、高性能宽频复合屏蔽、大功率液冷充电等专 用技术以及高稳定性电子束幅照交联、集中供料及自动称量胶料加工、高柔性导 体加工等生产工艺。截至 2023 年 5 月 16 日，公司已获得 59 项有效专利技术， 其中发明专利 14 项。公司于 2023 年 6 月 2 日正式登陆深交所创业板。 营业收入快速增长。公司主要产品应用于“碳中和”产业，随着下游新能源汽车、 光伏、储能等行业景气度持续向好，公司产销潜力迅速释放，业绩高速增长。2023 年Q1-Q3公司业绩持续稳健增长，营业总收入为14.60亿元，同比增长12.13%， 归母净利率为 1.20 亿元，同比增长 21.60%。

毛利率持续下滑，降本控费净利率稳定。公司主要原材料价格波动及产品销售结 构变化导致主营业务毛利率呈现下降的趋势。2023 年前三季度毛利率为 12.95%， 同比下降 1.23pcts，净利率为 8.20%，同比增加 0.63pcts。

分业务来看，2021 年开始新能源汽车电缆营收快速增长，取代光伏线缆成为公 司最大的营收来源。近年来受益于国家政策的扶持和内生与外需的共同刺激，公司相关下游新能源行业迎来了高速发展阶段。2023 年上半年新能源汽车电缆实 现营收4.31亿元，占比47.53%；光伏线缆实现营收3.27亿元，同比增长20.85%， 占比 36.00%。 分业务毛利率来看，各业务毛利率均有所下滑。2022 年新能源汽车线缆毛利率 18.36%，同比下降 3.13pct；光伏线缆毛利率 10.13%，同比下滑 1.89pct；工 业线缆的毛利率为 19.27%，同比下降 4.17pct。 2023 年前三季度经营活动现金流承压。2022 年公司经营活动现金流净值为 2.16 亿元，同比增长 88.51%；2023 年 Q1-Q3 公司经营活动现金流净值为 0.34 亿元， 同比下降 57.92%，主要系扩大生产规模、原材料价格上涨造成的经营现金流出 增加。

新能源光伏电缆及电动汽车线缆龙头，业绩持续增长。在新能源汽车线缆领域， 2022 年公司以 12.6%的销售金额市占率处于国内领先地位，在新能源汽车线缆 应用领域，公司与比亚迪、吉利汽车等新能源龙头车企开展了广泛的合作。 快充趋势下，高压液冷线缆需求增加。随着搭载 800V 快充技术的小鹏 G6、小 鹏 G9、阿维塔 11 上市，国内理想、比亚迪、吉利、长城、零跑等一众车企相 继发布 800V 技术的布局规划，大功率快充有望成为解决充电桩效率低的有效手 段。公司联合吉利汽车研发出的大功率液冷线缆结构设计及加工工艺已经应用于 “极能”充电站，具有明显的先发优势和发展潜能。 光储一体化前景广阔。公司 2004 年着手研发光伏线缆产品，2009 年已取得光 伏线缆TÜV认证证书，2020-2022年在全球光伏线缆销量市占率分别为10.6%、 7.9%、7.3%，在光伏领域，公司与隆基股份、晶科能源、阿特斯等知名光伏组 件生产商保持良好的合作关系，在技术和需求的双重支持下，随着 23 年公司产 能扩张，光伏线缆业务增速有望回升。

（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。）