800V高壓快充：電動車從1到10必須攻取的新高地

　　要說電動車領(lǐng)域哪兩個男人的話題性最強(qiáng)，一位是大眾公認(rèn)的馬斯克，另一位可能要算蔚來汽車的創(chuàng)始人李斌。

　　去年12月18日，在蔚來NIO Day發(fā)布會后的溝通環(huán)節(jié)，李斌向廣大燃油車主拋出“靈魂拷問”：我完全不明白現(xiàn)在大家為什么還買油車，油車除了能聞點汽油味還有什么好?現(xiàn)在還說充電焦慮的，基本上都是汽油車用戶操電動車的心。

　　此話一出，頓時在網(wǎng)上炸開了鍋，其傳播度絲毫不亞于蔚來NIO Day發(fā)布會。不少網(wǎng)友調(diào)侃：當(dāng)年“最慘的男人”搖身一變成為“最飄的男人”。

　　跟李斌的“疑惑”形成鮮明對比的是威馬汽車創(chuàng)始人沈暉的“焦慮”，后者的焦慮不是因為電動車的銷路問題，而是來自于車主朋友的充電焦慮。

　　在蔚來NIO Day發(fā)布會后兩天，沈暉公開“吐槽”私人充電樁安裝難的問題。那些無法安裝充電樁的威馬車主原本可以選擇晚上回到小區(qū)充電，第二天正常出行�，F(xiàn)在只能到外面找公共充電樁充電，要么就等上1-2個小時把電充滿，要么就先打車回家。從這個角度講，上述威馬車主就是買了“焦慮”。

　　私人充電樁的安裝難只是很小的一方面，畢竟讓電動車安靜的充一個晚上是理想狀態(tài)，遇到急用車的時候電量不足怎么辦，長途用車又怎么辦?這些都是電動車主實際操心的問題，而不是李斌口里輕描淡寫的：汽油車用戶操電動車的心。

　　記得去年十一期間，電動車車主高速排隊充電的新聞又一次登上熱搜：排隊4小時，充電1小時，原本8個小時的車程硬是花了16個小時，簡直是人在囧途。

　　同樣還可作為佐證的是，去年12月25日央視財經(jīng)報道，在充電基礎(chǔ)設(shè)施相對較完善的北京地區(qū)，甚至有電動車車主凌晨四點起床搶公共充電樁來給新能源汽車充電。

　　也許住在換電站附近的蔚來車主確實沒有李斌所說的“焦慮”。但對于絕大多數(shù)的電動車車主而言，充電難是一個無法繞開的問題。

　　可以說過去幾年，電動車發(fā)展的核心矛盾在于解決“里程焦慮”，新款電車最為關(guān)鍵的一個賣點就是續(xù)航里程。而隨著500公里以上續(xù)航里程的電車成為主流，行業(yè)發(fā)展的矛盾已經(jīng)悄然發(fā)生了改變。我們認(rèn)為，進(jìn)入2022年，充電焦慮將取代里程焦慮，成為驅(qū)動行業(yè)發(fā)展的新方向。

　　01、電動車的新軟肋：充電焦慮

　　【1】充電難—充電基礎(chǔ)設(shè)施不足

　　早在2015年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，部署充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工作。截至目前，我國已建成世界上數(shù)量最多、輻射面積最大、服務(wù)車輛最全的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系。

　　不過，國內(nèi)的充電基礎(chǔ)設(shè)施仍存在建樁難、充電樁不足、分布不均衡等問題，畢竟我國也是全球最大的新能源車市場。尤其是近兩年新能源車市場的爆發(fā)式增長，導(dǎo)致充電難問題日益突出。

　　1) 私人充電樁安裝受限

　　用私人充電樁充電是最常見的充電方式，遺憾的是，這只是部分人具備的條件。因為就算你有自己的固定車位，不少物業(yè)公司會找出各種理由拒絕你。對于沒有私人停車位的車主，想在租賃的車位上安裝充電樁那就更是難上加難。

　　更棘手的是，國內(nèi)還有很多處在城市中心的老舊小區(qū)，本身就存在車位緊張、電網(wǎng)負(fù)荷不足、安裝空間有限等問題，這些小區(qū)的充電設(shè)施可能在很長一段時間內(nèi)都不會有明顯改善。

　　2) 公共充電樁趕不上不上新能源車發(fā)展的步伐

　　沒有私人充電樁，就不得不依賴公共充電樁。遺憾的是公共充電樁的問題也不少，最常見的就是找樁難，好不容易找到了充電樁，但由于種種原因，充電樁無法使用，如被燃油車占位、設(shè)備損壞等。此外，遇到車主在充電結(jié)束后未及時返回，也是常有的事，畢竟充電的時間遠(yuǎn)超加油，沒有人愿意在車?yán)锔傻戎��?/p>

　　截至2021年底，國內(nèi)公共充電樁車樁比僅為6.84：1，也就是說，近7臺車才共享一個公共充電樁，同時充電時間又長，可想而知，現(xiàn)在的車樁比距離車主們的理想仍巨大的鴻溝。

　　圖1：中國公共充電樁保有量及車樁比情況(單位：萬個)，資料來源：Wind，華鑫證券

　　雪上加霜的是，公共充電樁的分布極不平衡，廣東、上海等排名前十地區(qū)的充電樁就占了超過70%�？梢韵胂�，其他地區(qū)特別是縣城、鄉(xiāng)鎮(zhèn)的充電基礎(chǔ)設(shè)施有多薄弱。再看高速公路充電樁，本身全國就只有1.38萬個，卻還主要集中在京津冀、長三角、珠三角等經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域。

　　當(dāng)你身邊的電動車車主準(zhǔn)備一次長途自駕時，他們勢必需要提前規(guī)劃出行路線和充電計劃，同時得把電池充滿再出發(fā)。而燃油車車主從來不需要考慮這么多，只需在導(dǎo)航上設(shè)置好終點，就可以開始說走就走的旅行。

　　據(jù)中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟數(shù)據(jù)，2021年我國公共充電樁增量34萬個，同比增長89.9%，而同期新能源汽車銷量為352.1萬輛，同比增長高達(dá)157.5%。顯而易見，本就發(fā)展滯后的公共充電樁，現(xiàn)在更加追不上新增電車的需求了。

　　圖2：2021年公共充電樁數(shù)量排名前十地區(qū)(單位：個)，資料來源：中國電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施促進(jìn)聯(lián)盟

　　【2】更為致命的是充電慢

　　充電樁少，無非是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)落后的問題，大不了可以靠海量的投資來解決。但有一個可能難以克服的困難擺在面前：充電時間太長。

　　一般來說，電動車的充電方式有兩種，一種是慢充，也就是交流充電，充電過程往往需6-8小時，甚至更久。另一種是快充，也就是大功率直流電，一般半個小時可充滿百分之八十，但是電池在充電超過80%后充電速度往往開始下降跟慢充無異。跟燃油車3分鐘加滿一箱相比，電動車的充電速度還是慢的感人。

　　即使你沒有電動車，想必智能手機(jī)充電慢的苦你是吃過的;但手機(jī)大不了還可以邊充電邊玩，而電動車的充電慢帶來的負(fù)面后果，比智能手機(jī)要大得多。

　　02、解決充電焦慮的三板斧

　　【1】加快充電樁的建設(shè)

　　第一把板斧也是最容易想到的，缺基礎(chǔ)設(shè)施，那就抓緊補(bǔ)課唄。

　　充電樁的建設(shè)不僅能夠緩解電動車的充電焦慮，也能讓搖擺不定的消費(fèi)者優(yōu)先選擇電動車型，加速新能源汽車的滲透。我們觀察到，隨著電動車進(jìn)入市場化階段，國家的補(bǔ)貼也開始從車上向車下轉(zhuǎn)移，充電樁行業(yè)的投資規(guī)模、建設(shè)速度，都在快速增長。

　　2020年3月，充電樁被列入國家七大“新基建”領(lǐng)域之一。

　　2021年3月，政府工作報告明確提出要增加充電樁的建設(shè)。

　　2022年1月，國家發(fā)展改革委、國家能源局等多部門聯(lián)合印發(fā)了《國家發(fā)展改革委等部門關(guān)于進(jìn)一步提升電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)保障能力的實施意見》，明確到“十四五”末，我國將形成適度超前、布局均衡的充電基礎(chǔ)設(shè)施體系，能夠滿足超過2000萬輛電動汽車充電需求。

　　目前各級地方政府也陸續(xù)在最新的城市規(guī)劃條例中要求配置更多車位、預(yù)留電動車充電樁安裝空間和相應(yīng)電網(wǎng)負(fù)荷，為電動車進(jìn)一步發(fā)展做好充電設(shè)施的基礎(chǔ)準(zhǔn)備。

　　在國家政策的推動下，充電基礎(chǔ)設(shè)施問題毫無疑問會被徹底解決，但這不會像從2G到3G、從4G到5G那樣在數(shù)年內(nèi)就迅速切換。換句話說，充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)是一項長期的過程。

　　落到投資的視角，充電樁產(chǎn)業(yè)鏈上的國電南瑞、許繼電氣、特銳德等公司可以長期關(guān)注。

　　【2】提高充電速度

　　一旦有了足夠的充電樁，充電焦慮將會大大緩解。但另一個藏在隱秘角落里的問題是，跟燃油車比起來，電動車的充電體驗還是十分滯后，而每一個車主的時間價值都非常高。

　　即使在燃油車時代，消費(fèi)者也會因為加油排隊而大為惱火，哪怕加滿一箱油只需要短短的幾分鐘。我們可以想象這樣一個情景：假設(shè)充電慢的問題得不到解決，在公共充電樁充電動輒按照小時計算，那么等到未來電動車年銷量破1000萬輛，每一個公共充電樁面前，就是一個充斥著無休止?fàn)幊车男⌒屯＼噲觥?/p>

　　所以，提高充電速度也是至關(guān)重要。而這個部分只能靠車企的技術(shù)進(jìn)步來提供更優(yōu)的解決方案。

　　1) 提高電壓成為首選方案

　　提高充電速度，其實就是提高充電功率，這里需要稍微用到大家都學(xué)過的初中物理知識，充電功率等于電壓和電流的乘積(功率(W)=電流X電壓)。要想提高充電速度，路徑無非就是提升輸入電壓或電流。(注：當(dāng)然最優(yōu)方案是電壓和電流同時提高)

　　由于電路中的大電流會產(chǎn)生很高的熱損失，同樣初中物理知識告訴我們發(fā)熱量和電流大小的平方成正比，所以提高電流的理論上限并不高，業(yè)內(nèi)目前主流認(rèn)為是約為500A。更關(guān)鍵的是，國標(biāo)規(guī)定直流充電輸出電流最大不超過250A。目前采用提高電流提升充電速度的代表是特斯拉(特斯拉的通信協(xié)議采用的是自己的標(biāo)準(zhǔn)，不受國標(biāo)充電樁限制)。

　　另外一條路自然就落到了提高電壓身上�，F(xiàn)階段國內(nèi)熱銷車型的電壓平臺普遍在400V，在電流不變的情況下，如果我們能將電壓從400V提高到800V，就相當(dāng)于把電池的充電功率翻倍了，結(jié)果顯然易見就是充電時間大幅縮減。

　　額外的好處是，提高電壓也有助于提升續(xù)航里程和降低整車成本。

　　其一，電壓升高，如果我們不提升功率，那所需的電流自然就可以降下來，從而有效降低系統(tǒng)熱損耗，提升續(xù)航里程。以奧迪PPE 800V高電壓平臺為例，其與奧迪E-tron400V電壓平臺相比，800V高壓平臺電機(jī)系統(tǒng)能耗損失降低50%，對續(xù)航里程的貢獻(xiàn)增加10%。

　　其二，電動車的高壓線束為了承受較大電流往往需要截面積較大的高壓線束，隨著電流下降，可以選用更小截面積的高壓線束，不僅降低了線束成本還降低了整車束重量。

　　正是基于上述原因，整車廠開始押注“高電壓”�；仡欉@兩年，不僅僅是小鵬、蔚來等造車新勢力積極布局高電壓平臺，國內(nèi)外各大傳統(tǒng)車企也是將發(fā)展方向聚焦在800V高壓平臺，以圖搶占大功率快充新高地：

　　2019年，保時捷率先量產(chǎn)800V高電壓平臺電動車Taycan，其最大充電功率可達(dá)270kW。

　　2020年，現(xiàn)代集團(tuán)發(fā)布E-GMP平臺，搭載400V/800V超高壓充電系統(tǒng)，可在18分鐘內(nèi)完成0%-80%SOC，可實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航100km。

　　2021年，比亞迪發(fā)布e平臺3.0，該平臺具備800V高壓閃充技術(shù)，最高可實現(xiàn)充電5分鐘續(xù)航150km。

　　2021年，奧迪發(fā)布PPE平臺的A6 e-tron概念車，搭載800V高壓電氣系統(tǒng)。

　　事實上，高電壓平臺的最大價值，就是實現(xiàn)真正意義上的快充，通過提升充電功率，從根本層面徹底解決充電焦慮。根據(jù)華為FC3閃充解決方案，其2025年充電電壓可提升至1000V，充電功率達(dá)到600kW，相當(dāng)于5分鐘即可充電50kWh，可實現(xiàn)續(xù)航約500km，這個補(bǔ)能速度已經(jīng)和加油非常接近，如果實現(xiàn)，這將是振奮人心的。

　　2) 高電壓平臺不只是技術(shù)問題

　　可以暢想，在電動化的長期趨勢下，高電壓平臺的前景廣闊，也難怪這個板塊受到資本越來越多的關(guān)注。

　　那為什么即使口號喊得最響亮的華為，也認(rèn)為需要到2025年才可能看到終極版的解決方案呢?因為提高電壓不是簡單技術(shù)的升級，實際上這是一項繁雜的系統(tǒng)工程。

　　首先，高電壓架構(gòu)下，不只是電池包、熱管理系統(tǒng)、電驅(qū)動，甚至于空調(diào)、車載充電機(jī)等都需重新適配，這是關(guān)于整個產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同的大事情。

　　其次，電壓平臺的提升對零部件的高壓性能提出了更高的要求，而汽車零部件對于壽命和穩(wěn)定性的要求又是最高的，因此這個難度對零部件來說，可以說是指數(shù)級別的提升。

　　當(dāng)然這也帶動高壓零部件的新機(jī)遇。比如在功率器件方面：SiC功率器件憑借其耐高溫、耐高壓以及高頻率的性能優(yōu)勢，未來將被廣泛應(yīng)用于OBC、DC/DC和電機(jī)控制器等高壓部件中。除此之外，還有電控、連接器、電容、線束、銅材、繼電器、熔斷器等等都將配合升級到高壓平臺，與之相關(guān)的公司有匯川技術(shù)、精進(jìn)電動、中熔電氣、宏發(fā)股份、瑞可達(dá)、博威合金等等。

　　第三，高電壓平臺下充電速度夠快，但仍離不開充電樁，只不過這里的充電樁升級成了超充樁。如果沒有足夠多的超充站，充電焦慮的問題仍然難以徹底解決，相當(dāng)于你有5G手機(jī)，但是附近沒有5G基站，你的網(wǎng)速還是停留在4G時代。

　　從國家電網(wǎng)的招標(biāo)需求上可以發(fā)現(xiàn)，其2021年第一次招標(biāo)中大功率充電樁占比相比2018年同期已大幅提升，但仍然有一半還是80kW的快充樁，200kW以上的超充站占比仍然很低。

　　圖4：2018年和2021年國網(wǎng)第一次充電樁招標(biāo)不同功率數(shù)量占比，資料來源：充電樁視界，安信證券

　　最后，聊聊到錢的問題，也就是成本。現(xiàn)在600V以上的高電壓平臺面對的還是高端車型，而且超充樁也是電動車頭部企業(yè)獨有的，不輕易共享。但是好的技術(shù)不能只是少數(shù)人能夠享受的特權(quán)，什么時候平價車也能標(biāo)配才算是真正的普惠。

　　總而言之，想要打造高電壓平臺來緩解充電焦慮，技術(shù)、基礎(chǔ)設(shè)施、成本一個都不能忽視。

　　【3】換電模式

　　除了充電樁和高電壓平臺，還有第三種辦法，就是換電模式，這更像是一種模式的創(chuàng)新。你笑我電動車充電難、充電慢，我直接換一塊新電池，這是最簡單粗暴的方法。沒有了充電過程，自然就沒有焦慮一說。

　　其實這個模式在手機(jī)行業(yè)中就用過，當(dāng)年功能手機(jī)都基本上用的換電池的方式來解決充電慢的問題，想必大家都不會陌生。

　　1) 優(yōu)勢

　　對于電動車而言，換電模式的好處是直接“繞開”了充電這個環(huán)節(jié)，另外，換電還解決了電池更換成本高、電池壽命短、電池?zé)o法升級等問題，從而提高消費(fèi)者對電動車的接受度。同時，換電模式可利用波峰和波谷實施分階段充電，配電優(yōu)勢明顯，還能提高能源的利用效率，未來有望將成為電力系統(tǒng)儲能的一部分。

　　2) 難點

　　其實從技術(shù)角度而言，換電模式的快速鋪開并不存在明顯瓶頸，但從經(jīng)濟(jì)的角度講，換電還面臨諸多商業(yè)上的問題。

　　首先，電池尺寸、型號難統(tǒng)一。所以換電模式比較適合在公交車和運(yùn)營車上使用，因為兩者的標(biāo)準(zhǔn)化程度高。而在乘用車領(lǐng)域，更適合有一定銷量規(guī)模的車企。

　　其次，換電站投入大、運(yùn)營難。換電模式打破了“一車一電池”的配套關(guān)系，增加了運(yùn)營成本。如果沒有足夠多的換電車型在路上跑，換電設(shè)施的建造和運(yùn)營方毫無疑問會遭遇無利可圖的局面，而如果沒有足夠多的換電站，消費(fèi)者更不會去購買換電車型，換電站推廣的前期注定是緩慢的。

　　過去主要是蔚來一家車企在推廣換電模式，現(xiàn)在這個群體規(guī)模越來越大。不僅僅有北汽、吉利等車企加速布局，寧德時代也推出了換電品牌，換電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有望駛?cè)肟燔嚨�。至于換電設(shè)備領(lǐng)域，投資者可以關(guān)注山東威達(dá)、翰川智能、博眾精工等企業(yè)。

　　03、充電焦慮警鐘已響

　　經(jīng)過十余年的發(fā)展，我國的新能源車滲透率已達(dá)到13.77%，這其中主要是得益于新能源車產(chǎn)品力的提升和里程焦慮的解決�？梢哉f，電動車已經(jīng)渡過了從0到1的過程。那么如何從1裂變到10?答案就是解決充電焦慮。

　　隨著電動車銷量的增長和保有量的快速提升，充電焦慮也愈發(fā)突出，已經(jīng)逐漸替代里程焦慮成為主要矛盾，甚至已經(jīng)成為產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展的絆腳石。

　　按照2020年國務(wù)院發(fā)布的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》：到2025年，新能源汽車新車銷售量達(dá)到汽車新車銷售總量的20%左右;到2035年，純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領(lǐng)域用車全面電動化。電動車全面替代傳統(tǒng)燃油車的時代已經(jīng)開啟，解決充電焦慮已刻不容緩。

　　對于充電速度提升三板斧，我們額外要提一點的是，市場對高電壓平臺的關(guān)注度較高，客觀的講，充電樁、高電壓平臺、換電三者是同樣重要的，它們是協(xié)同發(fā)展的，并不存在此消彼長，更不是互相替代。這就像鋰電池的四大材料，正極、負(fù)極、電解液、隔膜共同發(fā)展，促進(jìn)了動力電池能力密度的大幅提升。

　　如上段所述，解決充電焦慮是一個系統(tǒng)性的問題，受限于文章篇幅限制我們很難都展開細(xì)講，本篇作為開篇，一方面想表達(dá)的是關(guān)注充電問題的重要性和緊迫性，另一方面給大家一個整體方案的藍(lán)圖。正是基于此，我們也計劃未來在充電樁、高電壓平臺、換電三大細(xì)分領(lǐng)域做更深入地分析。

　　本文系基于公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構(gòu)成任何投資建議。