中信证券:超充桩-高功率驱动下的技术升级和价值提升VIP专享VIP免费

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超充桩:高功率驱动下的技术升级和价值提升
电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7
中信证券研究部
核心观点
吴威辰
电池和能源管理
席分析师
S1010521060001
袁健聪
新能源汽车行业
席分析师
S1010517080005
华鹏伟
电力设备与新能
行业首席分析师
S1010521010007
黄亚元
通信行业首席分
S1010520040001
林劼
电力设备与新能
目前充电桩行业正在迎来积极变化,一方面,充电桩投建主体逐渐多元化,除
传统的充电运营商外,地方政府平台、传统能源企业、新能源车企正在加速进
场,规划建设目标明确,有望持续为充电桩建设贡献新动能;另一方面,随着
800V 高压快充车型的放量,充电桩需要从功率、散热和安全三个维度进行
升级,进而拉动相关配套零部件的迭代需求以及价值量提升,打开远期成长
空间。投资建议方面,建议从高功率、散热和安全三大维度把握相关公司的投
资机会。
投建主体逐渐多元化,产品朝高功率快充方向发展充电桩行业目前正在迎来
积极变化,主要体现在投建主体多元化、产品高功率化两大方面。从投建主体上
来看,除传统充电运营商外,今年以来,地方政府平台、传统能源企业、新能源
车企正在加速布局充电桩,规划目标明确。其中:1地方政府平台主要通过发
行专项债、绿色债券等创新融资模式进行充电基础设施建设,响应国家政策、
动当地新能源汽车的推广应用,根据专项债券信息网统计的数据,截至 12 15
日,2023 年中国充电桩领域专项债发行规模达 64.22 亿元,同比+146%发行
数量 120 个,是 2022 年项目数量的 3倍。2)传统能源企业以中石油、中石化
为代表的央国企以及一些地方民营石油企业,通过大额招标、收购、和头部新能
源企业合作,布局充电场站,加速能源转型。3)新能源车企以理想汽车、小鹏
汽车、蔚来、极氪等为代表,建设自营大功率超充站,缓解用户补能焦虑,提升
品牌价值,加速 800V 车型销量渗透率。从功率结构来看,根据中国充电工况
CCIC)项目组实采数据,通过统计铭牌数据,2023 1-10 月全国新增公用
直流桩中,功率250KW 以上的占比达 26%,较 2022 15%显著提升。
高功率维度:直流桩内部元器件需要朝高功率方向升级。据华为数字能源发
布的《中国高压快充产业发展报告(2023-2025》中数据,预计到 2026 年,
国内 800V 以上平台电动车销量有望达 580 辆,渗透率约 50%,支持高压快
充车型的市场保有量将达到 1300 万辆以上。800V 型的放量将进一步拉动对
高功率直流充电桩的配套需求,直流桩内部元器件(成本占比数据来自华经产
研究院)需要进行相应技术迭升级1充电模块直流桩成本的 40%-50%
15KW20KW 30KW40KW 更高功率等级发展,心是提升模块的功
密度,技术壁垒更高,同时高功率等级充电模块的盈利水平更高;2率器件:
占充电模块成本30%MOS 管是主要器件,随着高电压、低损耗的需求,
来向超级结 MOS SiC 方向升级;3磁性元件:占充电模块成本约 25%
低损耗、小型化、高功率密度发展,我们测算 120KW/480KW 分别需要 4/16
30KW 充电模块,单桩磁性元件价值分别为 2160/8640 元,随着充电功率提升,
磁性元件的单桩使用量和价值量均有较大提升。
散热维度:液冷系统提高散热效率,延长使用寿命。液冷超系统的核心在于
液冷模块和液冷充电枪线:1)液冷模块:靠液冷板内部循环的冷却液与外界进
行热交换,散热效率更高同时噪音更低,根据充换电研究院数据,通常情况下,
常规风冷使用寿命为 3~5 年,液冷使用寿命可超过 10 年;2)液冷枪线:内部
有电缆和水管,通过水管内的冷却液流动来带走热量,根据充换电研究院数据,
液冷枪线可实现比常规冷却充电枪更大的载流量(500-700A),同时较常规
电枪质量轻 30%~40%3)全液冷超充系统:指的是主机系统、功率模块、充
电终端全链路采用液冷散热技术,解决传统风冷一体化充电桩的故障率高功率
利用率低、不支持未来演进、效率低、噪音大等问题,时为高压平台车型提
快速补能,并满足未来增加光伏和储能系统的需求
安全维度:光储充一体有望解决高功率和电网容量矛盾。随着充电桩建设
电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)2024.1.7
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分析师
S1010519040001
李鹞
新能源汽车分析
S1010521070005
柯迈
新能源汽车分析
S1010521050003
量和充电功率的大幅提升,电动车充电对电网容量的影响不容忽视。“光储充”
一体化系统是由光伏发电、储能、充电集成一体、互相协调支撑的绿色充电模式,
其工作原理是利用光伏发电,余电由储能设备存储,共同承担供电充电任务,缓
解对电网容量的冲击,同时可以实现峰谷价差套利降低运营成本。早期由于电
池成本较高、峰谷价差较小等因素,导致光储充系统前期投入大、盈利模式差、
回收周期长,因而充电站运营方配储意愿不高。近年来,随着电池成本不断下降,
叠加分时电价政策的推广提升各地工商业电价峰谷价差,储充/光储充一体化系
统的经济性将得到进一步提升,根据我们文中成本-收益模型测算,在储能电池
系统单价 0.8 /Wh峰谷价差 0.8 /KWh 的情况下,600KW 充电功率配套储
能系统的投资回收周期在 4年左右,未来有望得到加速推广。
各环节空间测算:1直流桩: 受益于新能源汽车保有量增长及充电功率提升,
我们计到 2027 年,全国新增直流充电桩 137 万台,对应市场空间868 亿
元,2022-2027 CAGR 45%;其中,随着新增直流桩功率的逐渐提升,我
们预计到 2027 250KW 以上功率的新增直流桩占比达 34%2)充电模块及
内部元器件:根据华经产业研究院数据,目前充电模块成本约占到直流桩成本的
40%-50%我们预计到 2027 年充电模块市场空间达 347 亿元对应 2022-2027
CAGR 41%其中,据华经产业研究院数据,功率器件/磁性元件分别约
占充电模块成本30%/25%,我们预计到 2027 年充电模块中功率器件市场
间达 104 亿元/87 亿元;3液冷超充相关设备:800V 车型逐渐放量拉动相关液
冷超充设备需求,我们预计到 2027 新增 480KW 及以上功率的超充堆约 10
万台,对应市场空间 200 亿元,其中:液冷模块渗透率约 50%对应市场规模
43 亿元;液冷充电枪 20 把,对应市场规模约 9.8 亿元。
风险因素:新能源汽车销量不及预期高压快充车型渗透率不及预期液冷充电
设备渗透率不及预期;原材料价格波动超预期;市场竞争加剧风险
投资策略目前充电桩行业正在迎来积极变化一方面,充电桩投建主体逐渐多
元化,除传统的充电运营商外,地方政府平台、传统能源企业、新能源车企正在
加速进场,规划建设目标明确,有望持续为充电桩建设贡献新动能;另一方面
随着 800V 高压快充车型的放量,充电桩需要从功率、散热和安全三个维度进行
技术升级,进而拉动相关配套零部件的迭代需求以及价值量提升开远期成长
空间。换电基础设施是电池和能源管理的重要硬件支撑,随着新能源汽车、
能等下游应用市场的蓬勃发展,电池和能源管理的重要性显著提升,行业有望迎
来较大的投资机遇,首次覆盖,给予电池和能源管理行业“强于大市”评级。
资建议方面,建议从高功率、散热和安全三大维度把握相关公司的投资机会:1
高功率维度:推荐功率密度提升、单桩价值量提升的充电设备及零部件企业,
括通合科技(高功率充电模块)绿能慧充(高功率充电堆)弘股份(高
率充电堆)特锐德超充设备+超充站运营)建议关注可立克(磁性元件)
京泉华(磁性元件)。2)散热维度:推荐散热效率更高、单位价值量大幅提升
的液冷充电设备企业,包括威迈斯(液冷充电模块)通合科技(液冷充电模块)
永贵电器(液冷充电枪)沃尔核材(液冷充电枪)时推荐能够提供液冷
决方案的英维克飞荣达、轮股份,建议关注鑫宏业(液冷充电线缆)和顺
石油(全液冷超充站运营)、川环科技(液冷解决方案)。3)安全维度:建议
关注光储充一体化充电布局较为深入的星云股份。
重点公司盈利预测及投资评级
简称
代码
收盘价
(元)
EPS(元)
PE
评级
22A
23E
24E
22A
23E
24E
通合科技
300491.SZ
22.11
0.25
0.58
0.86
88
38
26
增持
永贵电器
300351.SZ
20.70
0.40
0.47
0.66
52
44
31
买入
沃尔核材
002130.SZ
7.57
0.49
0.59
0.78
15
13
10
买入
绿能慧充
600212.SH
6.99
-0.19
0.12
0.39
-37
58
18
买入
盛弘股份
300693.SZ
28.36
0.72
1.14
1.53
39
25
19
买入
行业
评级
rQvNpPqNmRoNzQrPtNtNmM7N9R7NoMnNpNqMjMpPrQkPrRoRaQnMxPwMtRwPvPnPqN
电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)2024.1.7
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特锐德
300001.SZ
20.92
0.26
0.38
0.54
80
55
39
买入
英维克
002837.SZ
26.67
0.50
0.70
0.94
53
38
28
买入
飞荣达
300602.SZ
16.98
0.19
0.50
0.90
89
34
19
买入
银轮股份
002126.SZ
17.39
0.48
0.78
1.09
36
22
16
买入
资料来源:Wind,中信证券研究部预测 注:股价为 2024 14日收盘价
超充桩:高功率驱动下的技术升级和价值提升电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7中信证券研究部核心观点吴威辰目前充电桩行业正在迎来积极变化,一方面,充电桩投建主体逐渐多元化,除电池和能源管理首传统的充电运营商外,地方政府平台、传统能源企业、新能源车企正在加速进场,规划建设目标明确,有望持续为充电桩建设贡献新动能;另一方面,随着席分析师800V高压快充车型的放量,充电桩需要从功率、散热和安全三个维度进行技S1010521060001术升级,进而拉动相关配套零部件的迭代需求以及价值量提升,打开远期成长空间。投资建议方面,建议从高功率、散热和安全三大维度把握相关公司的投袁健聪资机会。新能源汽车行业首▍投建主体逐渐多元化,产品朝高功率快充方向发展。充电桩行业目前正在迎来席分析师积极变化,主要体现在投建主体多元化、产品高功率化两大方面。从投建主体上S1010517080005来看,除传统充电运营商外,今年以来,地方政府平台、传统能源企业、新能源车企正在加速布局充电桩,规划目标明确。其中:1)地方政府平台主要通过发华鹏伟行专项债、绿色债券等创新融资模式进行充电基础设施建设,响应国家政策、推电力设备与新能源动当地新能源汽车的推广应用,根据专项债券信息网统计的数据,截至12月15日,2023年中国充电桩领域专项债发行规模达64.22亿元,同比+146%,发行行业首席分析师数量120个,是2022年项目数量的3倍。2)传统能源企业以中石油、中石化S1010521010007为代表的央国企以及一些地方民营石油企业,通过大额招标、收购、和头部新能源企业合作,布局充电场站,加速能源转型。3)新能源车企以理想汽车、小鹏黄亚元汽车、蔚来、极氪等为代表,建设自营大功率超充站,缓解用户补能焦虑,提升通信行业首席分析品牌价值,加速800V车型销量渗透率。从功率结构来看,根据中国充电工况(CCIC)项目组实采数据,通过统计铭牌数据,2023年1-10月全国新增公用师直流桩中,功率在250KW以上的占比达26%,较2022的15%有显著提升。S1010520040001▍高功率维度:直流桩内部元器件需要朝高功率方向升级。根据华为数字能源发林劼布的《中国高压快充产业发展报告(2023-2025)》中数据,预计到2026年,电力设备与新能源国内800V以上平台电动车销量有望达580万辆,渗透率约50%,支持高压快证券研究报告充车型的市场保有量将达到1300万辆以上。800V车型的放量将进一步拉动对高功率直流充电桩的配套需求,直流桩内部元器件(成本占比数据来自华经产业研究院)需要进行相应技术迭升级:1)充电模块:占直流桩成本的40%-50%,从15KW、20KW向30KW、40KW更高功率等级发展,核心是提升模块的功率密度,技术壁垒更高,同时高功率等级充电模块的盈利水平更高;2)功率器件:占充电模块成本约30%,MOS管是主要器件,随着高电压、低损耗的需求,未来向超级结MOS和SiC方向升级;3)磁性元件:占充电模块成本约25%,向低损耗、小型化、高功率密度发展,我们测算120KW/480KW分别需要4/16个30KW充电模块,单桩磁性元件价值分别为2160/8640元,随着充电功率提升,磁性元件的单桩使用量和价值量均有较大提升。▍散热维度:液冷系统提高散热效率,延长使用寿命。液冷超充系统的核心在于液冷模块和液冷充电枪线:1)液冷模块:靠液冷板内部循环的冷却液与外界进行热交换,散热效率更高同时噪音更低,根据充换电研究院数据,通常情况下,常规风冷使用寿命为3~5年,液冷使用寿命可超过10年;2)液冷枪线:内部有电缆和水管,通过水管内的冷却液流动来带走热量,根据充换电研究院数据,液冷枪线可实现比常规冷却充电枪更大的载流量(500-700A),同时较常规充电枪质量轻30%~40%;3)全液冷超充系统:指的是主机系统、功率模块、充电终端全链路采用液冷散热技术,解决传统风冷一体化充电桩的故障率高、功率利用率低、不支持未来演进、效率低、噪音大等问题,同时为高压平台车型提供快速补能,并满足未来增加光伏和储能系统的需求。▍安全维度:光储充一体有望解决高功率和电网容量矛盾。伴随着充电桩建设数请务必阅读正文之后第34页起的免责条款和声明分析师电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7S1010519040001量和充电功率的大幅提升,电动车充电对电网容量的影响不容忽视。“光储充”李鹞一体化系统是由光伏发电、储能、充电集成一体、互相协调支撑的绿色充电模式,新能源汽车分析师其工作原理是利用光伏发电,余电由储能设备存储,共同承担供电充电任务,缓S1010521070005解对电网容量的冲击,同时可以实现峰谷价差套利,降低运营成本。早期由于电池成本较高、峰谷价差较小等因素,导致光储充系统前期投入大、盈利模式差、柯迈回收周期长,因而充电站运营方配储意愿不高。近年来,随着电池成本不断下降,新能源汽车分析师叠加分时电价政策的推广提升各地工商业电价峰谷价差,储充/光储充一体化系S1010521050003统的经济性将得到进一步提升,根据我们文中成本-收益模型测算,在储能电池系统单价0.8元/Wh,峰谷价差0.8元/KWh的情况下,600KW充电功率配套储电池和能源管理行业能系统的投资回收周期在4年左右,未来有望得到加速推广。评级强于大市(首次)▍各环节空间测算:1)直流桩:受益于新能源汽车保有量增长及充电功率提升,我们预计到2027年,全国新增直流充电桩137万台,对应市场空间约868亿元,2022-2027年CAGR约45%;其中,随着新增直流桩功率的逐渐提升,我们预计到2027年250KW以上功率的新增直流桩占比达34%;2)充电模块及内部元器件:根据华经产业研究院数据,目前充电模块成本约占到直流桩成本的40%-50%,我们预计到2027年充电模块市场空间达347亿元,对应2022-2027年CAGR约41%;其中,根据华经产业研究院数据,功率器件/磁性元件分别约占充电模块成本的30%/25%,我们预计到2027年充电模块中功率器件市场空间达104亿元/87亿元;3)液冷超充相关设备:800V车型逐渐放量拉动相关液冷超充设备需求,我们预计到2027年新增480KW及以上功率的超充堆约10万台,对应市场空间200亿元,其中:液冷模块渗透率约50%,对应市场规模约43亿元;液冷充电枪20万把,对应市场规模约9.8亿元。▍风险因素:新能源汽车销量不及预期;高压快充车型渗透率不及预期;液冷充电设备渗透率不及预期;原材料价格波动超预期;市场竞争加剧风险。▍投资策略:目前充电桩行业正在迎来积极变化,一方面,充电桩投建主体逐渐多元化,除传统的充电运营商外,地方政府平台、传统能源企业、新能源车企正在加速进场,规划建设目标明确,有望持续为充电桩建设贡献新动能;另一方面,随着800V高压快充车型的放量,充电桩需要从功率、散热和安全三个维度进行技术升级,进而拉动相关配套零部件的迭代需求以及价值量提升,打开远期成长空间。充换电基础设施是电池和能源管理的重要硬件支撑,随着新能源汽车、储能等下游应用市场的蓬勃发展,电池和能源管理的重要性显著提升,行业有望迎来较大的投资机遇,首次覆盖,给予电池和能源管理行业“强于大市”评级。投资建议方面,建议从高功率、散热和安全三大维度把握相关公司的投资机会:1)高功率维度:推荐功率密度提升、单桩价值量提升的充电设备及零部件企业,包括通合科技(高功率充电模块)、绿能慧充(高功率充电堆)、盛弘股份(高功率充电堆)、特锐德(超充设备+超充站运营),建议关注可立克(磁性元件)、京泉华(磁性元件)。2)散热维度:推荐散热效率更高、单位价值量大幅提升的液冷充电设备企业,包括威迈斯(液冷充电模块)、通合科技(液冷充电模块)、永贵电器(液冷充电枪)、沃尔核材(液冷充电枪)、同时推荐能够提供液冷解决方案的英维克、飞荣达、银轮股份,建议关注鑫宏业(液冷充电线缆)、和顺石油(全液冷超充站运营)、川环科技(液冷解决方案)。3)安全维度:建议关注光储充一体化充电布局较为深入的星云股份。重点公司盈利预测及投资评级简称代码收盘价EPS(元)PE评级(元)22A23E24E22A23E24E通合科技300491.SZ22.110.250.580.86883826增持永贵电器300351.SZ20.700.400.470.66524431买入沃尔核材002130.SZ7.570.490.590.78151310买入绿能慧充600212.SH6.99-0.190.120.39-375818买入盛弘股份300693.SZ28.360.721.141.53392519买入请务必阅读正文之后的免责条款和声明2电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7特锐德300001.SZ20.920.260.380.54805539买入英维克002837.SZ26.670.500.700.94533828买入飞荣达300602.SZ16.980.190.500.90893419买入银轮股份002126.SZ17.390.480.781.09362216买入资料来源:Wind,中信证券研究部预测注:股价为2024年1月4日收盘价请务必阅读正文之后的免责条款和声明3rQvNpPqNmRoNzQrPtNtNmM7N9R7NoMnNpNqMjMpPrQkPrRoRaQnMxPwMtRwPvPnPqN电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7目录报告逻辑框架....................................................................................................................7充电桩行业变化:投建主体逐渐多元化,产品朝高功率快充方向发展.............................7运营商:直流桩建设加速,高功率占比持续提升..............................................................7政府平台:政策驱动下,地方政府平台大力建设充电桩项目............................................9传统能源企业:新能源转型驱动,具备场地资源优势.....................................................11新能源车企:加速入场布局超充桩,提升新能源品牌竞争力..........................................13高功率快充趋势下,从三大维度看充电桩升级方向........................................................15高功率维度:直流桩内部元器件需要朝高功率方向升级.................................................15散热维度:液冷系统提高散热效率,延长使用寿命........................................................22安全维度:光储充一体有望解决高功率和电网容量矛盾.................................................27各环节空间测算...............................................................................................................30风险因素.........................................................................................................................32投资策略.........................................................................................................................33请务必阅读正文之后的免责条款和声明4电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7插图目录图1:一张图看懂高功率充电桩逻辑框架.........................................................................7图2:2023年中国公共充电桩保有量(万台)及同比(%)...........................................8图3:2023年月度新增公共充电桩(万台)....................................................................8图4:2023年公共直流桩保有量(万台)及同比(%)..................................................8图5:2023年月度新增直流充电桩(万台)和新增占比(%)........................................8图6:中国公共充电桩竞争格局(截至2023年11月)...................................................9图7:中国公共直流桩竞争格局(截至2023年11月)...................................................9图8:国内直流桩额定充电功率占比(%)......................................................................9图9:2015-2023年国内新增直流桩额定充电功率占比....................................................9图10:2018-2023年中国充电桩领域专项债发行规模(亿元).....................................11图11:2018-2023年中国充电桩专项债项目数和平均发行利率(%)...........................11图12:中石油5亿元充电设备招标公告.........................................................................11图13:中石油宣布成功收购普天新能源.........................................................................11图14:和顺石油和华为数字能源、新顺能签署三方战略合作协议布局超快充服务网....12图15:2016-2023年中国加油站数量(万座)及同比(%).........................................13图16:中国加油站企业市场格局(2020年)................................................................13图17:2023-2026年新能源800V高压快充平台车型销量和渗透率预测.......................14图18:车企自建充电站中超充桩产品充电效率及对外开放程度统计..............................15图19:通合科技充电模块已进行八代更迭.....................................................................16图20:优优绿能20/30KW充电模块的平均售价(元).................................................18图21:优优绿能20/30KW充电模块的毛利率(%).....................................................18图22:MOSFET和IGBT的基本结构............................................................................18图23:2020-2023H1优优绿能功率器件采购金额占比(%)........................................18图24:超级结MOSFET和普通高压VDMOS结构对比................................................19图25:中国MOSFET市场规模(亿美元)和增速(%)..............................................19图26:中国MOSFET及超级结MOSFET国产化率(%)...........................................19图27:2021年中国MOSFET功率器件竞争格局..........................................................19图28:Si基和SiC基MOSFET尺寸和性能对比...........................................................20图29:2017-2020年1200V碳化硅SBD价格..............................................................20图30:2019-2020年碳化硅MOSFET平均价格对比(元/A)......................................20图31:充电桩中磁性元件的应用....................................................................................21图32:不同功率等级充电模块中磁性元件的耗用量(件)............................................22图33:不同功率直流桩磁性元件成本测算(元)...........................................................22图34:液冷超充原理图..................................................................................................23图35:风冷散热模式下充电模块内部积尘导致模块故障................................................23图36:风冷模块和液冷模块散热原理图.........................................................................24图37:液冷充电模块液冷板示例....................................................................................24图38:液冷充电枪内部结构...........................................................................................25图39:液冷充电枪技术特点...........................................................................................25图40:中石油5亿元充电设备招标中对普通直流快充和液冷直流快充枪的招标信息....25图41:全液冷分体式直流母线架构超充系统..................................................................26图42:典型居民区基础用电负荷曲线变化.....................................................................28请务必阅读正文之后的免责条款和声明5电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图43:电网负荷变化会带来电压偏移.............................................................................28图44:“光储充”一体化充电方案原理..............................................................................28图45:2020-2027E国内新增直流桩及相关零部件市场空间测算..................................31表格目录表1:头部充电运营商2023年1-11月直流桩增量(万台)及同比(%).......................8表2:充电桩行业相关政策梳理......................................................................................10表3:中石油5亿元招标项目中涉及的不同标段的充电设备..........................................12表4:新能源车企充电桩布局情况梳理...........................................................................14表5:直流充电桩和充电模块的功率、数量对应关系.....................................................16表6:主要充电模块厂商不同等级产品的性能参数对比..................................................17表7:新能源汽车和充电桩领域对磁性元件的性能要求更高..........................................21表8:磁性元件未来发展趋势..........................................................................................22表9:国内厂商液冷模块领域布局情况...........................................................................24表10:液冷充电枪代表厂商及布局情况.........................................................................26表11:全液冷分体式直流母线架构超充系统和传统风冷一体桩的价值比较...................27表12:引入储能系统后的充电站投资收益分析——投资端............................................29表13:引入储能系统后的充电站投资收益分析——收益端............................................29表14:储能电池系统单价和峰谷价差对“储充”系统投资回收周期的敏感性测算.............30表15:重点公司盈利预测及估值表................................................................................33请务必阅读正文之后的免责条款和声明6电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7▍报告逻辑框架图1:一张图看懂高功率充电桩逻辑框架资料来源:中信证券研究部测算、绘制图片来源:华为数字能源官网、绿能慧充官网、通合科技官网、尚阳通招股说明书、可立克官网、充换电研究院、时代星云官网▍充电桩行业变化:投建主体逐渐多元化,产品朝高功率快充方向发展运营商:直流桩建设加速,高功率占比持续提升2023年月度平均新增公共桩7.5万台,同比+41.8%。根据中国充电联盟数据,截至2023年11月,中国公共充电桩保有量263万台,同比+52%;2023年1-11月,平均月度新增公共充电桩约7.5万台,同比+41.8%,公共充电桩行业保持高速增长。请务必阅读正文之后的免责条款和声明7电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图2:2023年中国公共充电桩保有量(万台)及同比(%)图3:2023年月度新增公共充电桩(万台)公共充电桩保有量(万台)保有量同比(%)月度新增公共充电桩(万台)30070%2025060%1620050%1215040%10030%820%45010%000%资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部2023年月度平均新增公共直流桩3.5万根,同比+45.0%。根据中国充电联盟数据,截至2023年11月,中国公共直流桩保有量114万台,同比+56%;2023年1-11月,平均月度新增直流充电桩约3.5万台,同比+45.0%,增速超越行业整体(41.8%)和交流桩(37.0%),从结构看,新增直流占比45.8%,较2022年(44.8%)进一步提升。图4:2023年公共直流桩保有量(万台)及同比(%)图5:2023年月度新增直流充电桩(万台)和新增占比(%)公共充电桩:直流(万台)直流同比(%)月度新增:直流(万台)新增直流占比(%)12070%10060%1260%50%8040%1050%6030%4020%840%2010%0%630%0420%210%00%资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部直流桩保有量CR5达74.5%,头部运营商积极建设。根据充电联盟数据,截至2023年11月,中国公共充电桩保有量TOP5运营商市占率合计约64.9%;从直流桩来看,TOP5运营商市占率合计74.5%,格局较整体更为集中。以头部四家民营充电运营商为例,2023年1-11月特来电、云快充、星星充电、小桔充电新增直流桩同比增速分别为52.4%/69.7%/20.4%/57.3%,除星星充电外均高于行业整体增速。表1:头部充电运营商2023年1-11月直流桩增量(万台)及同比(%)2022M1-M112023M1-M11YoY(%)特来电新增直流桩5.137.8252.4%云快充新增直流桩4.026.8269.7%星星充电新增直流桩3.524.2420.4%小桔充电新增直流桩3.30(预估)5.1957.3%行业整体新增直流桩26.237.9845.0%资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部注:小桔充电数据从2022年4月公开披露,2022年1-11月直流新增为中信证券研究部的预估数据请务必阅读正文之后的免责条款和声明8电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图6:中国公共充电桩竞争格局(截至2023年11月)图7:中国公共直流桩竞争格局(截至2023年11月)特来电星星充电云快充特来电云快充星星充电国家电网小桔充电其他小桔充电国家电网其他18.8%25.5%25.8%35.1%16.7%7.8%12.2%5.6%16.3%13.2%15.5%7.5%资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部资料来源:中国充电联盟,中信证券研究部新增直流桩功率持续提升,2023年新增100KW以上功率直流桩占比达94%。根据中国充电工况(CCIC)项目组实采数据,通过统计铭牌数据,全国公用直流桩充电功率主要集中在100-150kW区间(主要为120kW),占比52%,整体看,超100kW区间的公用直流桩占比超80%。从增量变化来看,2023年1-10月全国新增公用直流桩中,充电功率在100KW以上的占比达94%。图8:国内直流桩额定充电功率占比(%)图9:2015-2023年国内新增直流桩额定充电功率占比3%7%2%P<50kWP<50kW50kW≤P<100kW100kW≤P<150kW150kW≤P<200kW18%50kW≤P<100kW200kW≤P<250kWP≥250kW100kW≤P<100%26%150kW4%18%150kW≤P<20%200kW200kW≤P<80%250kWP≥250kW60%40%44%20%52%6%0%201520162017201820192020202120222023资料来源:中国充电工况(CCIC),中信证券研究部注:统计时间资料来源:中国充电工况(CCIC),中信证券研究部注:2023年数截至2023年10月据截至到10月政府平台:政策驱动下,地方政府平台大力建设充电桩项目政策引导行业发展,鼓励地方政府通过发行专项债等支撑充电项目建设。随着新能源汽车行业的快速发展,对充电基础设施进行适度超前的规划布局显得愈发重要,2020年政府工作报告首次提到,将充电桩纳入“新基建”,开启了充电桩的新基建阶段。此后,国家层面持续出台鼓励充电基础设施建设的政策,例如,2023年6月,国务院办公厅发布《关于进一步构建高质量充电基础设施体系的指导意见》,提出到2030年,基本建成覆盖广泛、规模适度、结构合理、功能完善的高质量充电基础设施体系;鼓励地方政府加大对大功率充电、车网互动等示范类项目的补贴力度,通过地方政府专项债券等支持符合条请务必阅读正文之后的免责条款和声明9电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7件的充电基础设施项目建设,通过绿色债券等拓宽充电基础设施投资运营企业和设备厂商融资渠道,鼓励开发性金融机构创新融资支持模式,实施城市停车、充电“一张网”专项工程。表2:充电桩行业相关政策梳理时间政策名称发布主体重点内容2020年5月《2020年政府工作报告》国务院将充电基础设施作为七大产业之一,纳入“新基建”中,增加充电桩、换电站等基础设施2021年2月《商务部办公厅印发商务领域促进商务部办公厅鼓励有条件的地方出台充电基础设施建设运营补贴政策,引导企汽车消费工作指引和部分地方经验事业单位按不低于现有停车位数量10%的比例建设充电设施做法的通知》2021年3月《中华人民共和国国民经济和社会全国人大积极扩建和新建充电桩发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》2022年1月《关于进一步提升电动汽车充电基发改委等十部门至“十四五”末,我国将形成适度超前、布局均衡、智能高效的础设施服务保障能力的实施意见》充电基础设施体系,能够满足超过2000万辆电动汽车充电需求。2022年8月《加快推进公路沿线充电基础设施交通运输部等四力争到2022年底前,全国除高寒高海拔以外区域的高速公路服务建设行动方案》部门区能够提供基本充电服务;到2023年底前,具备条件的普通国省干线公路服务区(站)能够提供基本充电服务;到2025年底前,基本形成“固定设施为主体,移动设施为补充,重要节点全覆盖,运行维护服务好,群众出行有保障”的公路沿线充电基础设施网络2023年2月《关于组织开展公共领域车辆全面工信部等八部门提出试点领域新增及更新公共领域车辆中新能源汽车比例达到2023年6月电动化先行区试点工作的通知》国务院办公厅80%,同时建成适度超前、布局均衡、智能高效的充换电基础设施体系,新增公共充电桩(标准桩)与公共领域新能源汽车推广《关于进一步构建高质量充电基础数量(标准车)比例力争达到1:1设施体系的指导意见》到2030年,基本建成覆盖广泛、规模适度、结构合理、功能完善的高质量充电基础设施体系;要加大对充电基础设施的支持保障力度,除压实主体责任外,还要完善支持政策,如:峰谷分时电价政策、免收需量(容量)电费、场地租金阶段性减免、电网接入、增容便利政策等;鼓励地方政府加大对大功率充电、车网互动等示范类项目的补贴力度,通过地方政府专项债券等支持符合条件的充电基础设施项目建设,通过绿色债券等拓宽充电基础设施投资运营企业和设备厂商融资渠道,鼓励开发性金融机构创新融资支持模式,实施城市停车、充电“一张网”专项工程2023年10月《关于推进城市公共交通健康可持交通运输部等九利用地方政府专项债券等工具,支持充换电基础设施建设续发展的若干意见》部门2023年11月《关于启动第一批公共领域车辆全工信部等八部门确定北京等15个城市为此次试点城市,鼓励探索形成一批可复制面电动化先行区试点的通知》可推广的经验和模式;第一批试点城市预期实现推广公共领域新能源汽车数量目标60+万辆,建设充电桩70+万台、换电站0.78万座资料来源:国务院政策文件库,中国政府网,国家发展改革委官网,新华社,国家能源局官网,工信部官网,交通运输部官网,中信证券研究部充电桩专项债发行规模快速增长,融资成本不断下降。在国家政策的支持下,地方政府旗下的城投公司、交投公司等通过发行专项债等方式建设充电基础设施。根据专项债券信息网统计的数据,截至12月15日,2023年中国充电桩领域专项债发行规模达64.22亿元,同比+146%,发行数量120个,是2022年项目数量的3倍;从发行利率来看,充电桩专项债的平均发行利率从2018年的4.1%下降到2023年的3.0%,融资成本不断下降;期限上,以2023年新发的充电桩专项债为例,10、15、20&30年期占比分别为18%、37%、44%,期限普遍较长。请务必阅读正文之后的免责条款和声明10电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图10:2018-2023年中国充电桩领域专项债发行规模(亿元)图11:2018-2023年中国充电桩专项债项目数和平均发行利率(%)70.0064.22充电桩领域专项债项目数量60.00平均发行利率(%)50.0016.2926.0640.003.101401205.0%30.0020202021202220234.1%20.001203.7%3.5%3.4%10.004.0%3.2%3.0%0.00100803.0%60402.0%40201.201.3220191.0%20182019200.0%201820192020202120222023资料来源:专项债券信息网,中信证券研究部资料来源:专项债券信息网,中信证券研究部传统能源企业:新能源转型驱动,具备场地资源优势大额招标、收购中小运营商,传统能源企业积极布局充电网络。随着新能源汽车渗透率的逐渐提升,中国石油、中国石化等大型传统能源集团响应国家政策,同时积极推动能源转型,通过招标、收购等方式布局全国充电网络。例如:中石化早在2021年宣布到2025年建设充换电站5000座;中石油于2023年6月26日公开招标采购充电设备,采购金额高达5亿元,采购包括充电桩、充电模块、充电枪等设备,随后于9月8日在官网发布消息,已成功收购普天新能源100%的股权,表示未来3年将抓住新能源产业发展的窗口期,完成充电桩业务在全国的战略性布局,力争进入充换电头部企业行列;普天新能源是国内较早开展充电业务的央属企业,根据中国充电联盟数据,截至2023年11月,普天新能源运营的公共充电桩数量达2.78万台。图12:中石油5亿元充电设备招标公告图13:中石油宣布成功收购普天新能源资料来源:中国石油招投标网,中信证券研究部资料来源:中国石油官网,中信证券研究部中石油标段涉及高功率、液冷等充电设备和组件。中石油5亿元大额招标涉及到四个标段,分别是充电设备(普通)、充电设备(液冷)、充电模块(充电堆的重要组成)、充电枪,其中包括充电堆设备最高功率达960kW,全液冷充电堆总功率达720kW,还涉及到对液冷充电模块和液冷直流充电枪的需求。请务必阅读正文之后的免责条款和声明11电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7表3:中石油5亿元招标项目中涉及的不同标段的充电设备标段设备名称物资规格7kW交流慢充60/90/120/180/240/360kW单枪、双枪(200-1000V,250A)直流快充(一体式)单枪(200-1000V,>500A)240/360/480/600/960kW直流快充(分体式)独立可更换带枪线、快充枪标段一充电设备(普通)直流超充(分体式)600/720kW(单枪)单枪(200-1000V,>500A)充电堆双枪(200-1000V,250A)独立可更换充电模块带枪线3米独立可更换充电枪普通直流快充(4米)液冷直流超充(3米)全液冷充电堆直流超充标段二充电设备(液冷)直流快充液冷充电模块液冷充电枪标段三充电模块(充电堆的重要组成)充电模块标段四充电枪充电枪充电枪资料来源:中国石油招投标网,中信证券研究部除中石油、中石化等大型央国企能源集团外,传统能源领域的民营企业也在积极向新能源方向转型。根据和顺石油2023年中报披露,公司是湖南省第一家获国家商务部批准取得成品油批发资质的石油企业,目前公司在光伏、储能及新能源汽车的充电和换电等业务方向成立了全资子公司,着力研究和开展相关业务;根据和顺石油官方微信公众号披露,2023年11月23日,公司与华为数字能源、新顺能签署三方战略合作协议,同意在全液冷超快充领域进行全方位交流与合作,共同加快打造高品质超快充服务网络;本次合作设定了未来三年力争实现万座华为智能超快充站目标,推动充电网络正式进入超充时代。图14:和顺石油和华为数字能源、新顺能签署三方战略合作协议布局超快充服务网资料来源:和顺石油官方微信公众号请务必阅读正文之后的免责条款和声明12电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7传统加油站转型充电站具备场地优势,打开充电桩长期增量空间。受到新能源汽车替代燃油车影响,加油站数量近年来增速开始下滑,根据智研咨询和隆众资讯数据,2022年我国加油站数量11.5万座,同比-8.7%,近年来首次出现负增长,2023年10月全国加油站数量约11.3万座,较2022年进一步下降。从竞争格局来看,我国加油站行业主要分为国企、民营、外企三大类,根据智研咨询数据,2020年中国石化、中国石油、中国海油三大国企合计市占率约52%,外企如壳牌市占率约1.4%,其余多为民营企业。传统加油站转型充电站具备天然的场地资源优势,假设当前加油站在远期全部改造成公共充电站,同时我们依据行业经验假设单站配套的充电桩终端数量在10-20个,则改造完成后,预计远期市场将新增充电桩终端规模在100-200万台。图15:2016-2023年中国加油站数量(万座)及同比(%)图16:中国加油站企业市场格局(2020年)中国加油站数量(万座)YoY(%)14.012.615%29.1%中国石化11.511.3中国石油12.09.710.210.410.711.210%中国海油壳牌10.0中化延长石油8.05%44.4%其他民营6.00%4.02.0-5%0.0-10%1.1%21.4%1.2%1.4%1.4%资料来源:智研咨询,隆众资讯,中信证券研究部资料来源:智研咨询,中信证券研究部新能源车企:加速入场布局超充桩,提升新能源品牌竞争力预计到2026年800V高压快充车型销量达580万辆,渗透率将达50%。自2018年保时捷发布支持800V快充车型Taycan,车载快充技术从百万豪车逐渐下探,包括奔驰、奥迪、比亚迪在内的多家车企纷纷推出支持快充技术的800V车型平台。2023年6月,小鹏汽车推出的G6入门版价格为20.99万元,进一步降低了800V平台车型的价格门槛,我们认为车载快充技术进入大规模推广的拐点已至。根据华为数字能源发布的《中国高压快充产业发展报告(2023-2025)》中数据,根据国内主要车企发布的800V及以上高压快充车型规划,预计到2026年,国内800V以上平台电动车销量有望达580万辆,渗透率约50%,支持高压快充车型的市场保有量将达到1300万辆以上。请务必阅读正文之后的免责条款和声明13电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图17:2023-2026年新能源800V高压快充平台车型销量和渗透率预测资料来源:华为数字能源(含预测)亲自下场,头部新能源车企超充桩规划建设目标明确。随着新能源汽车800V高压快充车型的密集发布,为了匹配快速补能需求,头部车企在新能源充电领域尤其是大功率超充桩的建设方面也在加速布局。根据各家车企发布会及官方微信公众号公布的信息,例如:1)极氪:计划2024年新建约500座极充站(截至2023年11月30日已布局401座),计划2026年极充桩保有量达到1万根,每根桩都适配800V车型;2)理想汽车:预计2023年建成300座5C超充站,到2025年高速路段将建设完成1000+站,实现对90%国家级高速干线全覆盖;3)小鹏汽车:预计2026年自营充电站将超10,000座;4)宝马&奔驰:华晨宝马和与梅赛德斯-奔驰签署合作协议,将以50:50的股比在中国成立合资公司,计划到2026年年底在中国建设至少1,000座具备先进技术的超级充电站,约7,000根超充桩;5)蔚来汽车:预计2024年在国内新增2万根充电桩。表4:新能源车企充电桩布局情况梳理新能源车企充电桩布局情况远期规划特斯拉截至10月底,在中国建成开放1,800多座超级充电站、1.1——万多个超级充电桩预计2023年建成300座5C超充站,到2025年高速路段将理想汽车截至10月末,全国已布局5C超充站119座,大部分实行建设完成1,000+站,实现对90%国家级高速干线全覆盖,“1+3”布局(1个5C+3个2C充电桩)2025年建设城市超充站2,000+,超充网络总站数达到3,000+蔚来截至11月末,全国累计布局3473座充电站,20,383根充电预计2023年新增1万根充电桩;计划2024年国内新增2小鹏汽车桩,其中超充桩9,407根,500kW超快充桩1,015根万根充电桩。极氪截至8月31日,已建成233座S4超快充站,自营充电站超计划2023年后续建设的所有自营超充站点都将具备S4超快1,000个充能力;计划2026年自营充电站将超10,000座极氪:计划2024年新建约500座极充站,2026年极充桩保截至11月末已布局401座极充站有量达到1万根,每根桩都适配800V车型计划以每年超150%的增速推进建设,预计到2025年将建成埃安4月18日,上海车展宣布已建设运营超400个充电站,2,5002,000座超级充换电中心和超过20,000个充电桩,实现全国地级城市全覆盖个充电桩华晨宝马与梅赛德斯-奔驰(中国)签署合作协议,双方将以50:50的股比在中国成立合资公司,在中国市场运营超级充宝马/奔驰自今年8月启动以来,宝马超级充电站网络已经覆盖9大城电网络,至2026年底,该合资公司计划在中国建设至少华为(非车市,预计2023年底将建设约50个站1,000座具备先进技术的超级充电站,约7,000根超充桩预计2024年底布局超过10万个华为全液冷超快充充电桩截至10月25日,华为数字能源已与众多合作伙伴建设全液请务必阅读正文之后的免责条款和声明14电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7新能源车企充电桩布局情况远期规划企)冷超充场站,在深圳、北京、上海、成都、南京等全国的50多个城市、20多条高速沿线,部署了约200多个全液冷超快充场站资料来源:特斯拉数据来自特斯拉微信公众号,理想数据来自理想汽车微信公众号,蔚来数据来自蔚来微信公众号、NIODay2023、中国电动汽车百人会论坛(2023),极氪数据来自极氪能源日2023暨电池新品发布会,小鹏数据来自小鹏汽车微信公众号、小鹏X9发布会,埃安数据来自上海车展埃安发布会,宝马/奔驰数据来自宝马集团微信公众号,华为数据来自智界S7及华为全场景发布会,中信证券研究部车企自建超充桩功率显著提升,大幅提升800V车型补能效率,自家车主享有一定充电权益。新能源车企自建的超充桩主要有如下特征:1)宽电压:电压范围普遍在200-1000V;2)大电流:峰值电流普遍在600A以上;3)高功率:峰值功率480kW以上居多;4)高充电效率:各家发布的800V车型搭配超充桩,普遍具备更高的补能效率,平均5min补能超200km。在开放程度上,大部分自建充电站车企都还选择部分开放或者完全开放给其他新能源车型,但是对自家车主仍给予了充电优惠权益等。车企自建充电桩,和自家车型的匹配度更好,同时有专人维护,充电桩安全性更高、故障率更低,给用户带来更好的补能体验,增强品牌黏性和认同感。图18:车企自建充电站中超充桩产品充电效率及对外开放程度统计车企充电桩型号最大电压最大电流峰值功率充电效率开放程度自家车主权益特斯拉15min/250km理想V3400V600A250kW5min/190km部分开放给非特斯拉车主,截至11月蔚来10min/200km末,累计开放目的地充电站超250座,体验充电桩与车辆的无缝集成、优化的路线规划以及V41000V615A350kW10min/400km支持大多数非特斯拉车型;开放超级充电池温度预设功能;享受优惠的超级充电费用9.5min/400km电站超350座,支持部分非特斯拉车型2C快充桩1000V250A250kW4C超充桩1000V615A480kW5min/255km面向所有新能源用户开放理想汽车用户在理想超充站可使用积分抵扣全额充电5C超充桩1000V700A+500kW+费用5min/200km全液冷超快1000V765A640kW面向其他车型开放,充电高峰对部分充优先服务自家用户,部分充电站高峰期仅允许蔚来品充桩15min/500+km电桩采取限时充电措施牌车辆充电;2021年7月-2024年年底,蔚来车主在新10min/600km疆、青海、宁夏、甘肃、内蒙古、吉林、辽宁、黑龙小鹏汽车S4超充桩800V670A480kW大部分面向其他新能源用户开放江八地享受全年1000度免费充电额度,超出之后不收服务费在自营超充站点最低可享受专属充电服务费5折优惠;部分专享站点仅开放给小鹏车主使用极充V2——600kW给予车主充电优惠等权益,例如:极氪001YOU版的首任车主可享受终身免费充电权益极氪面向所有新能源用户开放极充V31000V800A800kW华为(非车企)液冷超充1000V600A600kW200-1000V充电范围匹配所有车型资料来源:特斯拉官网,特斯拉微信公众号,理想官网,理想微信公众号,NIODay2023,小鹏汽车微信公众号,小鹏汽车APP,极氪能源日2023暨电池新品发布会,智界S7及华为全场景发布会,懂车帝,搜狐汽车,中信证券研究部▍高功率快充趋势下,从三大维度看充电桩升级方向高功率维度:直流桩内部元器件需要朝高功率方向升级充电模块:高功率等级更适配大功率直流桩,技术壁垒和盈利能力提升充电模块是直流桩最核心单元,功率等级近年来逐步提升。对直流充电桩来说,充电模块是其实现整流、隔离、滤波等功率变换的基本单元,是其最为重要的核心部件,充电模块的功率、效率、功率密度、电压范围、防护性等性能直接影响直流充电桩的整体性能,其中,充电模块的功率等级直接关系到直流充电桩的功率大小。为匹配新能源汽车的大功率快充需求,充电模块功率等级不断提高,由早期的3KW、7.5KW、15KW,发展至目前以20KW和30KW为主的市场应用格局,并有望向40KW甚至更高功率等级的应用方向发展。请务必阅读正文之后的免责条款和声明15电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图19:通合科技充电模块已进行八代更迭资料来源:通合科技公告充电模块功率等级越大,对大功率直流桩适用性更强。根据终端应用的需求,直流充电桩一般由偶数台(一般在12台以下)充电模块并联而成。目前,120KW及以上的大功率直流充电桩已成为市场的主流,而15KW充电模块已无法很好满足上述主流应用的需求,因此逐渐退出市场主流应用;市场上主流产品120KW充电桩主要应用20KW和30KW充电模块。随着动力电池技术和充电技术的不断发展,160KW、180W、240KW甚至更大功率充电桩也将逐渐进入市场主流应用,与之相适应的30KW、40KW甚至更大功率充电模块也将迎来更广泛的应用。表5:直流充电桩和充电模块的功率、数量对应关系单模块功率2台4台6台8台10台12台24KW30KW36KW3KW6KW12KW18KW60KW75KW90KW120KW150KW180KW7.5KW15KW30KW45KW160KW200KW240KW240KW300KW360KW15KW30KW60KW90KW320KW400KW480KW480KW600KW720KW20KW40KW80KW120KW30KW60KW120KW180KW40KW80KW160KW240KW60KW120KW240KW360KW资料来源:优优绿能招股说明书,中信证券研究部大功率充电模块对功率密度要求较高,考验模块厂商的技术积累。提高直流充电设备输出功率主要通过增加充电模块数量或提高单个充电模块的功率,以提高直流充电设备总功率的方式实现。但是考虑到充电桩的体积有限,单纯增加充电模块数量不能满足功率提升需求,因此需要在充电模块体积不变的情况下,提升单个模块的功率,即提高功率密度。请务必阅读正文之后的免责条款和声明16电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7因此,体积功率密度是考验各充电模块厂商的核心指标之一,根据优优绿能招股说明书统计,目前业内40KW模块最大功率密度达59W/in³,较20KW、30KW模块显著提升。表6:主要充电模块厂商不同等级产品的性能参数对比模块功率公司名称最高转换效率(%)最大功率密度(W/in3)最宽电压输出范围最宽恒功率电压输出范围150V至1,000V300V至1,000V华为96.55%34.55200V至750V300V至750V200V至1,000V300V至750V中兴96.30%47.9250V至1,000V300V至1,000V200V至750V/盛弘股份96.00%38.96200V至1,000V250V至1,000V50V至1,000V300V至1,000V20KW通合科技96.00%38.91150V至1,000V300V至1,000V英可瑞95.00%43.42200V至1,000V250V至1,000V200V至1,000V300V至1,000V英飞源96.00%43.19200V至1,000V300V至1,000V200V至750V/永联科技95.50%43.7150V至1,000V250V至1,000V50V至1,000V300V至1,000V优优绿能96.00%45.31100V至1,000V300V至1,000V150V至1,000V300V至1,000V台达电子96.00%31.78150V至1,000V300V至1,000V50V至1,000V300V至1,000V华为96.40%58.6250V至1,000V300V至1,000V100V至1,000V300V至1,000V中兴96.30%41.91150V至1,000V300V至1,000V30KW盛弘股份96.00%58.37通合科技96.00%44.59英飞源95.50%49.40永联科技95.00%35.00优优绿能96.00%44.59华为96.50%57.21通合科技96.00%59.4540KW英飞源95.00%39.69永联科技95.50%46.67优优绿能96.00%59.45资料来源:优优绿能招股说明书,中信证券研究部高功率等级充电模块的售价和毛利率水平更高。充电模块的销售价格受原材料成本变化而波动,同时毛利率水平还受到出货规模、客户类型等诸多因素影响,我们以优优绿能主销的20/30KW充电模块为例,30KW的充电模块售价显著高于20KW模块;毛利率方面,根据优优绿能招股书披露,2023H1公司30KW模块毛利率达40.4%,显著高于20KW模块。请务必阅读正文之后的免责条款和声明17电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图20:优优绿能20/30KW充电模块的平均售价(元)图21:优优绿能20/30KW充电模块的毛利率(%)20KW30KW20KW30KW26.9%35.4%45003997415745.0%21.4%25.6%40.4%400025832778202133.9%35003452335940.0%20223000265623732023H12023H1250035.0%28.5%2000202030.0%1500100025.0%27.8%500020.0%15.0%10.0%5.0%202120220.0%2020资料来源:优优绿能招股说明书,中信证券研究部资料来源:优优绿能招股说明书,中信证券研究部伴随对功率密度提升的需求,充电模块内部元器件如功率器件、磁性元件也要进行相应的性能升级。功率器件:提升耐压、降低损耗,超级结MOS和SiC产品具备较大潜力MOS管是目前充电模块主要使用的功率器件,价值量占比约50%。充电模块的功率器件主要包括MOSFET(MOS管)和IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor,绝缘栅双极型晶体管)两种,各自适用于不同的电压范围,在充电模块方面均有使用。根据优优绿能公司公告,2023H1在公司采购的功率器件中,MOS管/IGBT采购金额占比分别为51%/20%,其他功率器件包括一些二极管、三极管。图22:MOSFET和IGBT的基本结构图23:2020-2023H1优优绿能功率器件采购金额占比(%)资料来源:旺材电机与电控微信公众号MOS管IGBT其他100%30%32%26%29%90%80%26%23%24%20%70%60%44%45%50%51%50%40%30%20%10%0%2020202120222023H1资料来源:优优绿能IPO问询函回复公告,中信证券研究部超级结MOSFET功率密度更高,目前是直流充电桩的主流功率器件。由于MOSFET的导通电阻随着击穿电压的上升而迅速增大,因此在高压领域,普通MOSFET导通阻抗大,难以满足实际应用需要,多次注入的超级结和深槽的超级结MOSFET结构具备更好的导通特性。相较于普通硅基MOSFET功率器件,高压超级结MOSFET因其更低的导通损耗和开关损耗、高可靠性、高功率密度成为主流的充电桩功率器件应用产品,具体应用于充电桩的功率因数校正(PowerFactorCorrection,“PFC”)、直流-直流变换器以及辅请务必阅读正文之后的免责条款和声明18电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7助电源模块等。据英飞凌统计,100kW的充电桩需要功率器件价值量200-300美元,预计随着充电桩的不断建设,功率器件尤其是超级结MOSFET将迎来高速发展机遇。目前国外品牌份额较高,国产替代趋势显著。据芯谋研究数据,预计到2026年,中国MOSFET市场规模有望达到69.5亿美元,2022-2026年CAGR约6.5%。从竞争格局来看,目前中国市场仍是国外品牌占据主要份额,根据Yole数据,2021年英飞凌和安森美分别占据了中国MOSFET市场份额的21.4%和10.6%。但近年来,在政策引导及产业资金扶持下,国内MOSFET厂商资本支出和研发投入持续提升,与国外品牌的技术差距正在缩小,未来有望享受国产替代趋势下的份额提升,根据芯谋研究数据,预计2022年中国MOSFET/超级结MOSFET国产化率为35.3%/20.7%,预计到2026年分别提升至64.5%/47.9%。图24:超级结MOSFET和普通高压VDMOS结构对比图25:中国MOSFET市场规模(亿美元)和增速(%)中国MOSFET市场规模(亿美元)同比(%)80.040%70.060.030%50.040.020%30.020.010%10.00.00%资料来源:东微半导招股说明书资料来源:芯谋研究(含预测),中信证券研究部图26:中国MOSFET及超级结MOSFET国产化率(%)图27:2021年中国MOSFET功率器件竞争格局MOSFET国产化率超级结MOSFET国产化率21.4%70%47.2%10.6%英飞凌60%9.7%安森美50%6.4%华润微40%士兰微30%新洁能20%其他10%4.7%0%2019202020212022E2023E2024E2025E2026E资料来源:芯谋研究(含预测),中信证券研究部资料来源:Yole,中信证券研究部SiC-MOS在耐压和能量损耗方面比Si基产品性能更加突出。相比于Si基器件,SICMOS具有更低的导通损耗、更低的开关损耗、更高的开关频率等优良特性,并且可在高温、高压、干扰等恶劣的环境中高效工作,充分延长充电模块的使用寿命,降低运营商和桩企的运维成本。根据天岳先进招股说明书数据,较传统Si-MOS,相同规格的SiC-MOS请务必阅读正文之后的免责条款和声明19电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7主要优势在于:1)尺寸更小、导通电阻更低:尺寸可大幅减小至原来的1/10,导通电阻可至少降低至原来的1/100。2)耐压值更高:从常规的650V、900V提升至1200V以上;3)能量损耗更低:总能量损耗可降低70%。图28:Si基和SiC基MOSFET尺寸和性能对比资料来源:天岳先进招股说明书SiC-MOS提高充电模块的功率密度、充电效率,伴随成本下降有望为充电运营商降本增效。根据盛弘股份数据,公司2022年推出的50KW充电模块,通过采用SiC-MOS核心器件,具备58.37W/in³超高功率密度,较业界平均水平提升23%,同时最高充电效率超97%,以250kW直流充电桩为例,1小时可减少损耗1.25度电,满足充电运营商实际降本增效需求。随着SiC-MOS在行业应用不断扩大,以及半导体供应商产能逐步提高,SiC-MOS的成本已经逐步降低到可以接受的范围内,根据Mouser和DigiKey的公开报价,SiC-MOS在2022的平均价格较2020年下降了11%,与Si器件价差也缩小至2.5-3倍之间。根据特来电2021年发布的《电动汽车充电网技术白皮书》,SiC的应用可以在保持体积不变的情况下将模块效率提高1%,在充电场站运营方面初步核算,充电效率提高1%可以在3年内通过减少用电损耗来收回模块增加的成本。图29:2017-2020年1200V碳化硅SBD价格图30:2019-2020年碳化硅MOSFET平均价格对比(元/A)1200VSiCSBD1200VSiFRD2019年2020年87.54108.936.55684.193.8365.9544.2243.0421.320.940.8622.241.922.422.3702018年2019年2020年0900V1200V1700V2017年650V资料来源:Mouser,Digi-Key,CASAResearch,中信证券研究部资料来源:Mouser,Digi-Key,CASAResearch,中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明20电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7磁性元件:向低损耗、小型化、高功率密度发展,单桩价值量提升磁性元件是充电模块核心元器件之一,性能优劣直接影响充转换模组特性。磁性元件是指以法拉第电磁感应定律为原理,由磁芯、导线、基座等组件构成,实现电能和磁能相互转换的电子元器件,是属于电子元器件行业领域的重要分支。磁性元件是充电桩的核心元器件之一,起到功率因数校正、电压变换、安全隔离、消除电磁干扰等关键作用,磁性元件性能优劣直接影响整个转换模组的特性。图31:充电桩中磁性元件的应用资料来源:可立克公告新能源汽车和充电桩领域对磁性元件的性能要求更高。磁性元件作为基础元器件之一,被广泛应用于传统家电、照明、消费电子等领域,不过该类消费级的磁性元件功率等级要求相对较低,规格和性能需求差异化不大。相较而言,工业级、车规级应用领域对于磁性元件的适用环境、振动冲击、使用寿命、可靠性以及容错率等方面性能要求较高,技术难度高。根据斯比特招股说明书,尤其在新能源汽车和充电桩领域,对磁性元件的转换效率、工作温度、绝缘性能、使用寿命等要求更高。表7:新能源汽车和充电桩领域对磁性元件的性能要求更高应用领域性能参数车规级工业级新能源汽车充电桩光伏储能数据通信工业电源电力电源医疗设备轨道交通≥96%转换效率≥98%≥97%≥95%≥90%工作温度-40℃~+125℃≥10-25℃~+85℃绝缘等级线材耐温等级≥F≤FH≤F使用寿命(年)≥15≥5资料来源:斯比特招股说明书,中信证券研究部磁性元件未来向低损耗、小型化、高功率密度发展。根据斯比特招股说明书,磁性元件的损耗大概占充电模块、逆变器等功率变换器总损耗的20%-30%,重量在功率变换器中占比为30%-40%,体积占比约为20%-30%,是影响功率变换器体积和重量的主要因素,请务必阅读正文之后的免责条款和声明21电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7随着充电模块往高功率密度、高转换效率、高度集成化方向发展,磁性元件亦向低损耗、小型化、高功率密度等方向发展。表8:磁性元件未来发展趋势产品发展趋势具体情况从电子变压器的工作原理来看,提高工作频率,可以减少电子变压器的体积和重量,也就是实现短小轻薄化,高频化从而提高单位体积(或重量)传输功率,也就是高功率密度化。新型磁性材料的采用和创新的设计是磁性元器件实现高频化的重要手段。小型化磁性元器件的一个重要发展方向是从立体结构向平面结构、片式结构、薄膜结构发展,R型变压器、平面变压器、片式变压器、薄膜变压器已经成为磁性元器件发展的新方向。磁性元为了保证产品的可靠性,行业内企业不断进行新材料的试验和产品结构的完善。通过新材料的采用,磁性元器件器件功率密度提升的同时,能够有效降低产品自身损耗,从而实现高可靠性;通过产品结构设计的不断完善,能够有效改善磁性元器件的磁体涡流损耗,提升磁体结构的耦合效率,从而使磁性元器件的集成化设计成为高可靠性可能。磁集成技术是将变换器中的两个或多个分立器件,如电感、变压器等,绕制在一副磁芯上,从结构上集中在磁集成一起。采用磁集成的设计,能够减小磁性器件的体积、重量,减小电流纹波,降低损耗,改善电源动态性能,实现较高的功率密度,获得更佳的电磁兼容效果。资料来源:京泉华招股说明书,中信证券研究部使用量随功率提升而增加,单桩价值量大幅提升。随着充电模块功率等级的提升,对磁性元件的耗用量也随之增加,根据优优绿能公告数据,2023H1公司15/20/30/40KW充电模块磁性元件的耗用量分别为50/92/108/119件。我们以30KW充电模块为例,按照优优绿能2023H1磁性元件的采购均价5元/件,我们测算了不同功率直流充电桩的磁性元件成本,如:120KW/480KW分别需要4/16个30KW充电模块,单桩磁性元件成本2160/8640元,磁性元件单桩价值量随功率增加而大幅提升。图32:不同功率等级充电模块中磁性元件的耗用量(件)图33:不同功率直流桩磁性元件成本测算(元)单模块磁性元耗用量(件)单桩磁性元件成本(元)14011910000864040KW800012010830KW1009220KW806000108021604320400060KW120KW240KW480KW605020004002054030KW015KW资料来源:优优绿能IPO问询函回复公告,中信证券研究部资料来源:优优绿能IPO问询函回复公告,中信证券研究部测算散热维度:液冷系统提高散热效率,延长使用寿命液冷超充系统通过在电缆和充电枪之间设置专门的液体循环通道,在通道内加入液冷却液(通常为丙二醇),通过动力泵推动冷却液循环,从而把充电过程中产生的热量带出来,再经过散热器实现热交换。液冷超充系统的优势在于散热效率高、可用电流大、充电请务必阅读正文之后的免责条款和声明22电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7效率高,同时具备低噪音、枪线轻、使用寿命长等优势。液冷超充系统的核心在于液冷模块和液冷充电枪线。图34:液冷超充原理图资料来源:充换电研究院液冷模块:与超充场景更加适配,产业化进程加速传统风冷模块防护效果有限,故障率高、噪音大。目前主流散热模式为直通风冷模式,采用高转速风扇强力排风,空气由前面板吸入,从模块尾部排出,从而带走散热器及发热器件的热量。但是充电桩处于室外环境,空气会夹杂着灰尘、盐雾及水气并吸附在模块内部器件表面,内部积尘会导致系统绝缘变差、散热变差、充电效率低、设备寿命减少;遇到雨季或潮湿,积尘吸水后会发霉、腐蚀器件、短路导致模块故障。其次,风冷散热模式采用高转速风扇强力排风,再加上充电桩的散热风扇,会产生较大噪音。因此,要想降低充电模块的故障率和噪音,需要对风冷散热模式进行改进和优化。图35:风冷散热模式下充电模块内部积尘导致模块故障资料来源:英飞源技术官方微信公众号请务必阅读正文之后的免责条款和声明23电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7液冷模块散热效率更高、防护性好、噪音低、寿命长。与风冷充电模块相比,液冷充电模块靠液冷板内部循环的冷却液与外界进行热交换,从而充电桩功率部分可以全封闭设计,将散热器外置,内部通过冷却液将热量带到散热器上,外部空气吹走散热器表面的热量,散热效率更高同时噪音更低。液冷充电模块采用全封闭设计,与灰尘、易燃易爆气体等杂质杂物无接触,具有更高防护性(IP65及以上),进而提升模块使用寿命。根据充换电研究院数据,通常情况下,常规风冷系统使用寿命为3~5年,液冷系统使用寿命可超过10年。图36:风冷模块和液冷模块散热原理图图37:液冷充电模块液冷板示例资料来源:充换电研究院资料来源:充换电研究院液冷充电模块产业化布局加速,部分厂商已形成规模化收入。相较于传统风冷模块,目前液冷模块成本较高,主要应用在大功率超充及对噪音要求较高的部分充电场景,市场仍以风冷模块为主。但是考虑到液冷模块的充电和散热效率更高,更长的使用寿命降低运营商的全生命周期成本,未来有望替代传统风冷模块得到大规模应用。国内部分厂商在液冷充电模块方面积极布局,如:英飞源已推出统一尺寸的ACDC、DCDC、双向ACDC等全系列液冷模块;优优绿能40KW液冷充电模块已产生少量收入;威迈斯2022年液冷充电桩模块实现向极氪汽车量产供货,实现3,020万销售收入。表9:国内厂商液冷模块领域布局情况厂商产品名称产品进展英飞源40kW液冷充电模块针对传统的充电设备存在噪声大,环境可靠性低等问题,英飞源推出了基于统一尺寸的(LRG1K0135G)ACDC、DCDC、双向ACDC等全系列液冷模块,并推出了全液冷充电系统解决方案。该系统由输入配电单元、功率变换单元、液冷散热单元及充电终端构成。系统采用混合母线输入,可以通过更换功率变换模块及输入配电单元来灵活配置储能容量,便于运营方根据不同站点配置设备而不用定制设备优优绿能40kW液冷充电模块公司的储备产品中液冷大功率40KW充电模块已产生少量收入;目前ABB正在测试公司英可瑞30kW液冷充电模块40KW液冷充电模块;已开展了60KW液冷充电模块的研发工作实现200V-1000V的宽范围大功率充电,满足国内800V充电平台的新能源汽车大功率充电需求,目前已经具备量产条件通合科技—公司将针对性地研发双向充放电模块、集成化小功率直流方案、液冷、高防护等方案,适应市场的多元变化及对产品高质量的要求威迈斯40kW液冷充电桩模块产品于2021年实现量产,成功应用第三代半导体功率器件MOSFET,并实现量产发货;2022年,公司液冷充电桩模块实现向极氪汽车量产供货,实现3,020万元销售收入华为120kWAC/DC和60kW应用在华为全液冷超充系统中,可扩容支持720kW功率输出(满配),支持12路枪线输DC/DC液冷模块出资料来源:各公司公告,各公司官网,中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明24电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7液冷充电枪:载流量更大,价值量较传统充电枪大幅提升液冷充电枪承载更大电流,重量较常规轻30%-40%。充电桩的输出电流受限于充电枪线,电缆的发热与电流的平方值成正比(焦耳公式Q=I²Rt),充电电流越大,线缆发热也就越大,要降低线缆发热量避免过热就必须增加导线的截面积(降低电阻R),带来的副作用是枪线较重;当前250A的国标充电枪一般采用80mm²的电缆,充电枪整体很重,且不容易弯曲。根据充换电研究院数据,液冷充电枪内部有电缆和水管,500A液冷充电枪的电缆通常才35mm²,通过水管内的冷却液流动来带走热量,较常规的充电枪质量轻30%~40%。液冷充电枪还需配套冷却单元,冷却单元由水箱、水泵、散热器和风扇构成,水泵驱动冷却液在枪线循环流动,将热量带到散热器,再由风扇吹走,从而实现比常规自然冷却充电枪更大的载流量(500-700A)。图38:液冷充电枪内部结构图39:液冷充电枪技术特点资料来源:充换电研究院资料来源:瑞可达微信公众号液冷充电枪价值量较风冷大幅提升,伴随液冷超充趋势有望快速放量。根据中石油2023年6月份的充电设备招标信息,标段四主要针对充电枪,其中液冷直流超充充电枪(带3米枪线)的限高价1.2万元,是普通直流快充枪(带4米枪线)的4倍多。国内厂商在液冷充电枪方面均有积极布局,如永贵电器、沃尔新能源(沃尔核材子公司)、日丰股份等,未来有望受益于液冷超充趋势实现液冷充电枪的快速放量。图40:中石油5亿元充电设备招标中对普通直流快充和液冷直流快充枪的招标信息资料来源:中国石油招投标网,中信证券研究部请务必阅读正文之后的免责条款和声明25电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7表10:液冷充电枪代表厂商及布局情况厂商产品名称产品进展永贵电器大功率液冷直流充电枪2023年7月,公司举办“液冷系统/大功率充电枪”产品发布会,会上永贵推出了最新的液冷充电产沃尔核材品与前沿的大功率充电技术,公司的液冷充电枪最大可满足额定600A持续工作电流日丰股份国标液冷直流充电枪(ChaoJi)额定电流最高支持800A;大功率液冷充电枪也已经形成小批量销售超级液冷大功率充电枪子公司艾姆倍新能源研发出的超级液冷大功率充电枪及超级充电系统,电流最大可以达到1000A,功率最大可以实现1500kW;正在筹备建设充电示范点,并已给部分桩企小批量供货瑞可达大功率(液冷)充电枪液冷充电枪和超级快充产品已经发布,额定电流最高支持700A,正在提交部分客户进行测试和验证中航光电液冷充电枪最高支持600A电流液冷型大功率充电枪的充电功率可达500kW;大功率充电连接器内共有5个温度传感器,可以实时菲尼克斯液冷型大功率充电枪测量温度变化情况。控制器会评估采集到的数据,并对冷却输出作出相应的调整资料来源:各公司官网,各公司公告,中信证券研究部全液冷超充系统:主机+模块+充电枪全液冷,降低全生命周期成本全液冷指主机+模块+充电枪均采用液冷方案。和仅模块液冷或者仅充电枪液冷的“半液冷充电系统”不同,目前行业内如华为推出的“600KW全液冷分体式直流母线架构超充系统”,指的是主机系统、功率模块、充电终端全链路采用液冷散热技术,解决传统风冷一体化充电桩的故障率高功率利用率低、不支持未来演进、效率低、噪音大等问题,同时为高压平台车型提供快速补能,并满足未来增加光伏和储能系统的需求。其中:1)分体式是指采用AC/DC与DC/DC分体式结构,功率池化,加智能动态分配,实现功率最大化利用;2)直流母线架构是指AC/DC与DC/DC之间通过直流母线传输电能,直流母线上还可接入光伏、储能单元,实现光储充一体化高效协调与利用,对电网友好。根据华为数字能源发布的《中国高压快充产业发展报告(2023-2025)》中测算,采用全液冷分体式直流母线架构超充系统,较传统风冷一体桩,十年综合对比收益价值达461万元,全生命周期下单位成本更低。图41:全液冷分体式直流母线架构超充系统资料来源:华为数字能源请务必阅读正文之后的免责条款和声明26电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7表11:全液冷分体式直流母线架构超充系统和传统风冷一体桩的价值比较指标液冷设备风冷设备商业价值10年对比收益3.9万元模块年均0.50%5%风冷模块年失效率5%,液冷模块年失效率0.5%,10年模块更换成本节省48万元失效率>10年380万元寿命98%费用约3.9万元12万元功率利用5年5年风冷设备全部替换新设备(10年内更换1次),液冷寿命大于10年仅更率换模块的冷却液,节省成本约48万元/17万元功率池化,功率动态分配,提升功率利用率,带来充电量可提升30%。充/68%电量提升30%服务费,提升收入38万元/年(以600kW充电场站,时间利/460.9万元用率30%,服务费为0.8元计算)系统平均高效率模块、智能休眠等带来E2E高效,实现1%电损的降低。以600kW效率95%94%场景,按时间利用率30%进行计算,年充电量100万度,每年节省电费1.2万元持续大电强弱液冷设备散热性能更佳,可连续高可靠的大电流高功率输出,保证连续为流输出超充车辆进行快充的体验,同时保证大功率充电的安全性及可靠性噪音55dB>75dB通过极致体验达到引流效果,假设引流带来整体充电量提升2%,充电量流量提升2%服务费,每年提升收入1.7万元叠加光伏直流叠加光交流叠加光支持未来光储充一体化演进,直流叠加光伏和储能,减少二级转换,效率储能伏和储能伏和储能更高支持电网支持不支持直流母线架构液冷设备可灵活响应电网调度,根据电网指令灵活调整设备调度输出功率,支持电荒期的限流输出综合价值收益资料来源:华为数字能源,中信证券研究部安全维度:光储充一体有望解决高功率和电网容量矛盾充电功率提升对电网容量产生较大冲击。对配电网来说,充电站的最大负荷,由充电站的充电功率与充电桩数量决定,伴随着充电桩建设数量和充电功率的大幅提升,电动车充电对电网容量的影响不容忽视。充电桩对配电网的主要影响:1)加大负荷峰谷差距,导致线路重载和变压器负载。电动车充电行为通常与居民日常负荷曲线高度重合,会造成峰上加峰,导致峰谷差距加大。负荷高峰会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;由于峰谷差巨大,尖峰负荷时间短、幅度高,导致配电网资源闲置成本高,设备使用率偏低。2)电压偏移与电压越限。供电系统由于负荷变化,系统中各节点的电压会随之改变,偏离系统电压额定值,即电压偏移,电压偏移会影响电能质量。充电桩充电的瞬时功率很大,容易引起电压偏移加大,甚至超过规定限值,即电压越限,严重影响配电网安全。考虑到对电网容量的冲击,一定区域内充电桩建设、运营的数量和功率存在上限,同时电网扩容需要增大投资以及获得政府相关部门审批和设计规划。请务必阅读正文之后的免责条款和声明27图42:典型居民区基础用电负荷曲线变化电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图43:电网负荷变化会带来电压偏移资料来源:电桩网微信公众号资料来源:电桩网微信公众号“光储充”一体化解决方案可以减少对电网的冲击。“光储充”一体化系统是由光伏发电、储能、充电集成一体、互相协调支撑的绿色充电模式,其工作原理是利用光伏发电,余电由储能设备存储,共同承担供电充电任务。“光储充”一体化系统的核心优势在于:峰谷套利、降低企业运营成本:在电价较低的谷期利用储能装置存储电能,在用电高峰期使用存储好的电能,避免直接大规模使用高价的电网电能,可以降低企业运营成本,实现峰谷电价套利;减少对电网冲击:随着新能源汽车保有量的提升以及超级快充的普及,大功率充电对充电设施的供电容量要求越来越高,对现有充电网体系带来巨大冲击,“光储充”系统可利用光伏发电、自发自用,成为对电网的有益补充。图44:“光储充”一体化充电方案原理资料来源:绿能慧充官网请务必阅读正文之后的免责条款和声明28电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7我们对充电站配储解决电网容量不足场景进行成本收益测算:1)客观限制:现有充电场站在充电高峰期有充电排队现象,但电网容量已满,无法通过增加变压器扩容;充电高峰期仅持续2h,新拉专线成本极高,投资性价比不高。2)解决方案:引入储能系统,实现高峰期增扩容,增加充电收入。3)投资组成:新增5台120KW充电桩,满足600KW功率下2h备电的储能电池系统,配套其他设施(PCS等)。4)运营方案:新增充电桩在用电高峰期为电动车充电,所需电能取自储能电池,运行时长2h;夜间用电低谷利用电网场站空余容量为储能电池充电,每天储能系统充放电一次。5)收益来源:充电服务费、峰谷价差。测算结果:经我们测算,前期投资成本约194万元,静态投资回收期约4.0年,储能充电总收益479万元,全周期净收益约285万元。表12:引入储能系统后的充电站投资收益分析——投资端项目规格单价数量合计(万元)备注20标准120kW双枪充电机充电桩120kW直流桩4万元/台5台1203980%DOD循环储能电池磷酸铁锂0.8元/Wh1.5MWh106002/0.8=1.5MWh4PCS隔离型0.65元/W600kW1均价集装箱40尺10万/台1台194工业空调3万/套+消防消防温控——4万/套1套设施1万/套线缆辅材交流线缆200元/米50米合计投资成本资料来源:阳光工匠光伏论坛微信公众号,中信证券研究部测算表13:引入储能系统后的充电站投资收益分析——收益端项目单位收益计算备注600kW,2h储能电池单次循环充放电量MWh1.2储能电池充放电效率95%,充电桩效率96%峰谷价差元/kwh0.813004000/10000充电服务费元/kWh0.4磷酸铁锂电池回收残值忽略不计充放电效率%91.2%单次循环收益元1313充放电次数次/天1使用年限假设年10静态投资回收期年4.0储能充电总收益万元479回收残值/全周期净收益万元285资料来源:阳光工匠光伏论坛微信公众号,中信证券研究部测算请务必阅读正文之后的免责条款和声明29电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7伴随电池成本下降及工商业峰谷价差拉大,储充/光储充系统经济性逐渐显现,未来有望加速推广应用。早期由于电池成本较高、峰谷价差较小等因素,导致光储充系统前期投入大、盈利模式差、回收周期长,因而充电站运营方配储意愿不高。近年来,随着电池技术的进步、原材料价格的下降等,电池成本不断下降,叠加分时电价政策的推广提升各地工商业和大工业电价峰谷价差,储充/光储充一体化系统的经济性将得到进一步提升。根据成本-收益模型,我们测算在储能电池系统单价0.8元/Wh,峰谷价差0.8元/KWh的情况下,上述储充一体站的投资回收周期在4年左右,未来有望得到加速推广。表14:储能电池系统单价和峰谷价差对“储充”系统投资回收周期的敏感性测算储能电池系统单价(元/Wh)0.40.60.81.01.20.44.25.16.17.07.90.53.74.65.46.27.10.63.44.14.95.66.4峰谷价差0.73.03.74.45.15.8(元/kWh)0.82.83.44.04.75.30.92.63.23.74.34.91.02.42.93.54.04.51.12.22.73.23.74.21.22.12.63.03.54.0资料来源:中信证券研究部测算▍各环节空间测算直流桩:受益于新能源汽车保有量增长及充电功率提升,我们测算到2027年,全国新增直流充电桩137万台,对应市场空间约868亿元,2022-2027年CAGR约45%;其中,随着新增直流桩功率的逐渐提升,我们预计到2027年250KW以上功率的新增直流桩占比达34%。充电模块及内部元器件:根据华经产业研究院数据,目前充电模块成本约占到直流桩成本的40%-50%,我们测算到2027年充电模块市场空间达347亿元,对应2022-2027年CAGR约41%;其中,根据华经产业研究院数据,功率器件/磁性元件分别约占充电模块成本的30%/25%,我们测算到2027年充电模块中功率器件市场空间达104亿元/87亿元。液冷超充相关设备:800V车型逐渐放量拉动相关液冷超充设备需求,我们测算到2027年新增480KW及以上功率的超充堆约10万台,对应市场空间200亿元,其中:液冷模块渗透率约50%,对应市场规模约43亿元;液冷充电枪20万把,对应市场规模约9.8亿元。请务必阅读正文之后的免责条款和声明30电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7图45:2020-2027E国内新增直流桩及相关零部件市场空间测算项目单位202020212022A2023E2024E2025E2026E2027E万辆1373516899001150140316841987新能源汽车销量13.3%156.6%27.8%22.0%20.0%18.0%YoY%49278496.4%30.7%2899392151056291万辆29.1%59.3%1310201044.2%35.3%30.2%23.2%新能源汽车保有量16826267.1%53.4%1318186725523311YoY%2.93.05218582.22.12.01.9万台47942.52.3460549685759充电桩保有量101%26033737%19%25%11%车桩比万台81177%30%%48%115408560766993新增充电桩6.144%18027131%30%30%30%YoY万台296.835%32%7.17.06.76.3%347.37.4137152206228公共充电桩数量测算3117%659151%10%36%11%公共充电桩保有量万台504792%39%187266381518公桩占比%38%6876119222294385476公共车桩比62%41%10415246%47%50%52%新增公共充电桩万台959%42%44%54%53%50%48%YoY万台201658%56%6879115137直流充电桩保有量32%18294370729091交流充电桩保有量%68%47%364849%52%56%60%直流占比%53%45%47%51%48%44%40%交流占比万台0.271%55%53%57%17%45%19%新增直流充电桩万台1.281%48%新增交流充电桩%5.50.50.00.00.00.0新增直流占比%1.71.90.60.02.71.60.00.0新增交流占比%0.68.72.62.627.128.536.838.2新增直流桩增速0.23.214.018.913.515.823.027.3万台0.56.78.63.44.05.86.8新增直流桩(按功率)测算万台2%1.31.21.719.023.836.846.4P<50kW万台13%4.411.2万台59%3%0%0%0%0%50kW≤P<100kW万台18%12%2%0%4%2%0%0%100kW≤P<150kW万台6%54%9%6%40%36%32%28%150kW≤P<200kW2%20%48%44%20%20%20%20%200kW≤P<250kW%3%23%20%5%5%5%5%%1.58%4%4%28%30%32%34%P≥250kW%3.015%26%新增直流桩功率占比%4.21.41.00.90.80.7%5.42.71.21.12.01.81.61.4P<50kW%7.23.82.42.22.82.52.22.050kW≤P<100kW9.54.93.43.13.53.22.92.6100kW≤P<150kW万元/台426.54.43.94.74.33.83.4150kW≤P<200kW万元/台10.05.85.212.013.014.015.0200kW≤P<250kW万元/台427010.511.0371450686868万元/台67%13622962%21%52%26%P≥250kW万元/台50%94%68%单桩价格假设万元/台217037145068686867%13622962%21%52%26%P<50kW亿元648%94%68%43%42%41%40%50kW≤P<100kW%53446%45%160189281347100kW≤P<150kW60%6310355%18%49%23%150kW≤P<200kW亿元1086%64%485784104200kW≤P<250kW%193140477087%81626P≥250kW3.05.07.510.0新增直流桩合计市场规模亿元0.415182020%124590150200YoY5838%100%67%33%充电元器件空间测算亿元20%30%40%50%新增直流桩合计市场规模亿元10%71836600.56132643YoY万台0.41400%125%100%67%充电模块成本占比万元/台6.010.015.020.0充电模块市场规模0.80.60.50.50.5亿元0.63.45.47.79.8YoY%0.5613%58%43%27%其中:功率器件%磁性元器件万台超充堆及液冷零部件空间测算亿元新增超充堆数量(480KW以上充电堆)%单位价格万把新增超充堆市场规模万元/把亿元YoY液冷模块在超充堆中渗透率%液冷模块数量(按照40kW计算)新增液冷模块市场规模YoY新增液冷充电枪(按照20%终端占比)单枪价格新增液冷充电枪市场规模YoY资料来源:中汽协,公安部,中国充电联盟,中国充电工况(CCIC),中信证券研究部测算请务必阅读正文之后的免责条款和声明31电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7▍风险因素新能源汽车销量不及预期:充电桩作为新能源汽车的补能基础设施,建设节奏受到新能源汽车销量及保有量增长的影响,若未来新能源汽车销量增速不及预期,充电桩的建设节奏可能放缓。高压快充车型渗透率不及预期:各家车企目前纷纷推出800V平台的新能源车型,催生对高功率充电桩的需求,若未来高压快充车型的渗透率不及预期,高功率充电桩的需求可能受到不利影响。液冷充电设备渗透率不及预期:目前液冷充电设备主要应用部分超充桩中,成本偏高是限制其大规模推广的重要因素,若未来液冷充电设备的降本进度不及预期,液冷设备的渗透率提升可能放缓。原材料价格波动超预期:充电桩上游包括充电模块、功率器件、磁性元件等诸多元器件,其成本受到上游原材料价格的影响,若上游原材料价格波动超预期,可能对产业链公司盈利能力产生不利影响。市场竞争加剧风险:充电桩行业玩家普遍较多,随着充电桩行业景气度提升,可能吸引更多的新进入者参与,加剧行业竞争,对原有公司的市场份额和盈利能力产生不利影响。请务必阅读正文之后的免责条款和声明32电池和能源管理充电桩行业深度报告(四)|2024.1.7▍投资策略目前充电桩行业正在迎来积极变化,一方面,充电桩投建主体逐渐多元化,除传统的充电运营商外,地方政府平台、传统能源企业、新能源车企正在加速进场,规划建设目标明确,有望持续为充电桩建设贡献新动能;另一方面,随着800V高压快充车型的放量,充电桩需要从功率、散热和安全三个维度进行升级,进而拉动相关配套零部件的新增和迭代需求,打开远期成长空间。充换电基础设施是电池和能源管理的重要硬件支撑,随着新能源汽车、储能等下游应用市场的蓬勃发展,电池和能源管理的重要性显著提升,行业有望迎来较大的投资机遇,首次覆盖,给予电池和能源管理行业“强于大市”评级。投资建议上,建议从三大维度把握相关公司的投资机会:1)高功率维度:推荐功率密度提升、单桩价值量提升的充电设备及零部件企业,包括通合科技(高功率充电模块)、绿能慧充(高功率充电堆)、盛弘股份(高功率充电堆)、特锐德(超充设备+超充站运营),建议关注可立克(磁性元件)、京泉华(磁性元件)。2)散热维度:推荐散热效率更高、单位价值量大幅提升的液冷充电设备企业,包括威迈斯(液冷充电模块)、通合科技(液冷充电模块)、永贵电器(液冷充电枪)、沃尔核材(液冷充电枪)、同时推荐能够提供液冷解决方案的英维克、飞荣达、银轮股份,建议关注鑫宏业(液冷充电线缆)、和顺石油(全液冷超充站运营)、川环科技(液冷解决方案)。3)安全维度:建议关注光储充一体化充电布局较为深入的星云股份。表15:重点公司盈利预测及估值表公司代码总市值(亿元)归母净利润(亿元)PE22A23E24E25E23E24E25E通合科技300491.SZ380.41.01.52.6382615可立克002782.SZ681.12.33.44.7302015京泉华002885.SZ471.42.74.26.118118永贵电器300351.SZ801.51.82.63.4443123鑫宏业301310.SZ471.42.23.34.4211411沃尔核材002130.SZ956.17.49.810.813109绿能慧充600212.SH49-1.00.62.03.6762414盛弘股份300693.SZ882.23.54.76.4251914星云股份300648.SZ380.10.41.62.61002415特锐德300001.SZ2212.74.05.77.8553928和顺石油603353.SH451.00.80.91.1574842英维克002837.SZ1512.84.05.36.9382922飞荣达300602.SZ981.02.64.66.1382216川环科技300547.SZ361.21.62.32.9221612银轮股份002126.SZ1403.86.28.611.4231612资料来源:Wind,中信证券研究部预测注:可立克、京泉华、鑫宏业、星云股份、和顺石油、川环科技盈利预测为Wind一致预期,其余公司未来盈利为中信证券研究部预测,股票收盘价为2024年1月4日请务必阅读正文之后的免责条款和声明33分析师声明主要负责撰写本研究报告全部或部分内容的分析师在此声明:(i)本研究报告所表述的任何观点均精准地反映了上述每位分析师个人对标的证券和发行人的看法;(ii)该分析师所得报酬的任何组成部分无论是在过去、现在及将来均不会直接或间接地与研究报告所表述的具体建议或观点相联系。一般性声明本研究报告由中信证券股份有限公司或其附属机构制作。中信证券股份有限公司及其全球的附属机构、分支机构及联营机构(仅就本研究报告免责条款而言,不含CLSAgroupofcompanies),统称为“中信证券”。本研究报告对于收件人而言属高度机密,只有收件人才能使用。本研究报告并非意图发送、发布给在当地法律或监管规则下不允许向其发送、发布该研究报告的人员。本研究报告仅为参考之用,在任何地区均不应被视为买卖任何证券、金融工具的要约或要约邀请。中信证券并不因收件人收到本报告而视其为中信证券的客户。本报告所包含的观点及建议并未考虑个别客户的特殊状况、目标或需要,不应被视为对特定客户关于特定证券或金融工具的建议或策略。对于本报告中提及的任何证券或金融工具,本报告的收件人须保持自身的独立判断并自行承担投资风险。本报告所载资料的来源被认为是可靠的,但中信证券不保证其准确性或完整性。中信证券并不对使用本报告或其所包含的内容产生的任何直接或间接损失或与此有关的其他损失承担任何责任。本报告提及的任何证券或金融工具均可能含有重大的风险,可能不易变卖以及不适合所有投资者。本报告所提及的证券或金融工具的价格、价值及收益可跌可升。过往的业绩并不能代表未来的表现。本报告所载的资料、观点及预测均反映了中信证券在最初发布该报告日期当日分析师的判断,可以在不发出通知的情况下做出更改,亦可因使用不同假设和标准、采用不同观点和分析方法而与中信证券其它业务部门、单位或附属机构在制作类似的其他材料时所给出的意见不同或者相反。中信证券并不承担提示本报告的收件人注意该等材料的责任。中信证券通过信息隔离墙控制中信证券内部一个或多个领域的信息向中信证券其他领域、单位、集团及其他附属机构的流动。负责撰写本报告的分析师的薪酬由研究部门管理层和中信证券高级管理层全权决定。分析师的薪酬不是基于中信证券投资银行收入而定,但是,分析师的薪酬可能与投行整体收入有关,其中包括投资银行、销售与交易业务。若中信证券以外的金融机构发送本报告,则由该金融机构为此发送行为承担全部责任。该机构的客户应联系该机构以交易本报告中提及的证券或要求获悉更详细信息。本报告不构成中信证券向发送本报告金融机构之客户提供的投资建议,中信证券以及中信证券的各个高级职员、董事和员工亦不为(前述金融机构之客户)因使用本报告或报告载明的内容产生的直接或间接损失承担任何责任。评级说明投资建议的评级标准评级说明买入相对同期相关证券市场代表性指数涨幅20%以上报告中投资建议所涉及的评级分为股票评级和行业评级股票评级增持相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于5%~20%之间(另有说明的除外)。评级标准为报告发布日后6到12个行业评级持有相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~5%之间月内的相对市场表现,也即:以报告发布日后的6到12个卖出相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上月内的公司股价(或行业指数)相对同期相关证券市场代强于大市相对同期相关证券市场代表性指数涨幅10%以上表性指数的涨跌幅作为基准。其中:A股市场以沪深300中性相对同期相关证券市场代表性指数涨幅介于-10%~10%之间指数为基准,新三板市场以三板成指(针对协议转让标的)弱于大市相对同期相关证券市场代表性指数跌幅10%以上或三板做市指数(针对做市转让标的)为基准;香港市场以摩根士丹利中国指数为基准;美国市场以纳斯达克综合指数或标普500指数为基准;韩国市场以科斯达克指数或韩国综合股价指数为基准。34特别声明在法律许可的情况下,中信证券可能(1)与本研究报告所提到的公司建立或保持顾问、投资银行或证券服务关系,(2)参与或投资本报告所提到的公司的金融交易,及/或持有其证券或其衍生品或进行证券或其衍生品交易,因此,投资者应考虑到中信证券可能存在与本研究报告有潜在利益冲突的风险。本研究报告涉及具体公司的披露信息,请访问https://research.citics.com/disclosure。法律主体声明本研究报告在中华人民共和国(香港、澳门、台湾除外)由中信证券股份有限公司(受中国证券监督管理委员会监管,经营证券业务许可证编号:Z20374000)分发。本研究报告由下列机构代表中信证券在相应地区分发:在中国香港由CLSALimited(于中国香港注册成立的有限公司)分发;在中国台湾由CLSecuritiesTaiwanCo.,Ltd.分发;在澳大利亚由CLSAAustraliaPtyLtd.(商业编号:53139992331/金融服务牌照编号:350159)分发;在美国由CLSA(CLSAAmericas,LLC除外)分发;在新加坡由CLSASingaporePteLtd.(公司注册编号:198703750W)分发;在欧洲经济区由CLSAEuropeBV分发;在英国由CLSA(UK)分发;在印度由CLSAIndiaPrivateLimited分发(地址:8/F,DalamalHouse,NarimanPoint,Mumbai400021;电话:+91-22-66505050;传真:+91-22-22840271;公司识别号:U67120MH1994PLC083118);在印度尼西亚由PTCLSASekuritasIndonesia分发;在日本由CLSASecuritiesJapanCo.,Ltd.分发;在韩国由CLSASecuritiesKoreaLtd.分发;在马来西亚由CLSASecuritiesMalaysiaSdnBhd分发;在菲律宾由CLSAPhilippinesInc.(菲律宾证券交易所及证券投资者保护基金会员)分发;在泰国由CLSASecurities(Thailand)Limited分发。针对不同司法管辖区的声明中国大陆:根据中国证券监督管理委员会核发的经营证券业务许可,中信证券股份有限公司的经营范围包括证券投资咨询业务。中国香港:本研究报告由CLSALimited分发。本研究报告在香港仅分发给专业投资者(《证券及期货条例》(香港法例第571章)及其下颁布的任何规则界定的),不得分发给零售投资者。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜,CLSA客户应联系CLSALimited的罗鼎,电话:+85226007233。美国:本研究报告由中信证券制作。本研究报告在美国由CLSA(CLSAAmericas,LLC除外)仅向符合美国《1934年证券交易法》下15a-6规则界定且CLSAAmericas,LLC提供服务的“主要美国机构投资者”分发。对身在美国的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所述任何观点的背书。任何从中信证券与CLSA获得本研究报告的接收者如果希望在美国交易本报告中提及的任何证券应当联系CLSAAmericas,LLC(在美国证券交易委员会注册的经纪交易商),以及CLSA的附属公司。新加坡:本研究报告在新加坡由CLSASingaporePteLtd.,仅向(新加坡《财务顾问规例》界定的)“机构投资者、认可投资者及专业投资者”分发。就分析或报告引起的或与分析或报告有关的任何事宜,新加坡的报告收件人应联系CLSASingaporePteLtd,地址:80RafflesPlace,#18-01,UOBPlaza1,Singapore048624,电话:+6564167888。因您作为机构投资者、认可投资者或专业投资者的身份,就CLSASingaporePteLtd.可能向您提供的任何财务顾问服务,CLSASingaporePteLtd豁免遵守《财务顾问法》(第110章)、《财务顾问规例》以及其下的相关通知和指引(CLSA业务条款的新加坡附件中证券交易服务C部分所披露)的某些要求。MCI(P)085/11/2021。加拿大:本研究报告由中信证券制作。对身在加拿大的任何人士发送本研究报告将不被视为对本报告中所评论的证券进行交易的建议或对本报告中所载任何观点的背书。英国:本研究报告归属于营销文件,其不是按照旨在提升研究报告独立性的法律要件而撰写,亦不受任何禁止在投资研究报告发布前进行交易的限制。本研究报告在英国由CLSA(UK)分发,且针对由相应本地监管规定所界定的在投资方面具有专业经验的人士。涉及到的任何投资活动仅针对此类人士。若您不具备投资的专业经验,请勿依赖本研究报告。对于英国分析员编纂的研究资料,其由CLSA(UK)制作并发布。就英国的金融行业准则,该资料被制作并意图作为实质性研究资料。CLSA(UK)由(英国)金融行为管理局授权并接受其管理。欧洲经济区:本研究报告由荷兰金融市场管理局授权并管理的CLSAEuropeBV分发。澳大利亚:CLSAAustraliaPtyLtd(“CAPL”)(商业编号:53139992331/金融服务牌照编号:350159)受澳大利亚证券与投资委员会监管,且为澳大利亚证券交易所及CHI-X的市场参与主体。本研究报告在澳大利亚由CAPL仅向“批发客户”发布及分发。本研究报告未考虑收件人的具体投资目标、财务状况或特定需求。未经CAPL事先书面同意,本研究报告的收件人不得将其分发给任何第三方。本段所称的“批发客户”适用于《公司法(2001)》第761G条的规定。CAPL研究覆盖范围包括研究部门管理层不时认为与投资者相关的ASXAllOrdinaries指数成分股、离岸市场上市证券、未上市发行人及投资产品。CAPL寻求覆盖各个行业中与其国内及国际投资者相关的公司。印度:CLSAIndiaPrivateLimited,成立于1994年11月,为全球机构投资者、养老基金和企业提供股票经纪服务(印度证券交易委员会注册编号:INZ000001735)、研究服务(印度证券交易委员会注册编号:INH000001113)和商人银行服务(印度证券交易委员会注册编号:INM000010619)。CLSA及其关联方可能持有标的公司的债务。此外,CLSA及其关联方在过去12个月内可能已从标的公司收取了非投资银行服务和/或非证券相关服务的报酬。如需了解CLSAIndia“关联方”的更多详情,请联系Compliance-India@clsa.com。未经中信证券事先书面授权,任何人不得以任何目的复制、发送或销售本报告。中信证券2024版权所有。保留一切权利。35

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