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1、 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 未經許可,禁止轉載未經許可,禁止轉載 證券研究證券研究報告報告 汽車行業深度研究報告 推薦推薦(維持維持) 800V 架構架構漸漸近近,引領電動產業鏈革新引領電動產業鏈革新 800V 平臺平臺漸近,車企加速落地布局大功率快充漸近,車企加速落地布局大功率快充。燃油車動力源來自內燃機, 車用電器對輸出功率要求不高,低電壓平臺即可滿足。而純電車型動力源是 電機和電池,充放電需要較大的輸入/輸出功率,車內電壓平臺高于燃油車。 純電乘用車電壓一般在 200-400V 間。2019 年,保時捷發布首款 800V 平臺量 產車型 T
2、aycan,充電性能表現優異,國內車企開始跟進 800V平臺架構: 1) 2022 年,小鵬 G9、比亞迪將率先量產 800V 平臺架構產品; 2) 2023 年,蔚來、理想、吉利、長城、北汽、廣汽等車企有望量產跟進。 800V 平臺有效降低續航及充電焦慮平臺有效降低續航及充電焦慮。續航里程不足和充電速度慢是新能源汽 車的兩大短板,制約新能源汽車對燃油車的滲透替換。解決方案上: 1)提高提高帶電量帶電量:雖然提高了整車續航但也同時增加了成本和車重,邊際效益 遞減且不解決補能效率的問題; 2)提提升升補能效率:補能效率:主要分為換電和大功率快充兩種方案。換電方案下,換電 站建設成本較高,換電體系
3、推廣難度大、成本高。大功率快充技術可分為大 電流快充方案(Tesla、極氪的 400V)和高電壓快充方案(800V),前者對 電控、線束和散熱要求較高,后者是目前大多數車企的首選方案。 總體而言,800V 高壓平臺為大功率快充技術預留了性能空間,也能夠有效提 升三電系統的功率密度,進而對續航和充電問題有效緩解。但要真正實現大 功率快充,還需要充電樁功率和電池充電倍率均與 800V 架構相匹配。 電氣類零部件需要再驗證電氣類零部件需要再驗證,格局重構下格局重構下國產國產替代替代有望加速。有望加速。電壓平臺升級需 要對電氣系統重新驗證,功率器件的耐壓、損耗、抗熱要求將更高。SiC 材 料性能上較硅
4、基材料表現更優異,有望大規模普及??紤]供應安全和成本, 國產 SiC 器件具備彎道超車潛力。我們認為 800V對產業鏈的影響體現在: 1) 單車價值量變化:單車價值量變化:SiC 材料較硅基產品高壓性能突出,初期成本較高 (原成本的 2-3 倍,系統成本+10%至 20%),但規模量產后有望逐步降低; 2) 供應格局變化:供應格局變化:新項目帶來國產替代機遇,國內供應商的擴產能力、研 發服務能力、和產品性價比都更加優秀,有望把握新項目機會快速滲透; 3) 新技術加速上車:新技術加速上車:新電壓架構的推廣也將帶動冗余設計的發展,電動新 技術有望加速上車,例如油冷電機技術、扁線電機技術等。 根據我
5、們測算,2025、2030 年 800V 行業市場規模有望達到 324/878 億元。 21-23年國內 800V產業從 0到 1,23-25年復合增速有望超過 70%(爆發增長 階段),25-30 年復合增速約為 20%(穩步增長階段)。 投資建議:投資建議:圍繞 800V 產業鏈,除了【功率器件】有望加速國產替代外, 【電機電控】、【OBC+DC/DC】、【連接器及線束】、【電容】等環節成 長機會也值得關注: 1) 功率器件功率器件:國產 SiC 器件快速替代,建議關注時代電氣、斯達半導、比 亞迪半導體、士蘭微、宏微科技等; 2) 電機電控電機電控:配套驗證新架構,建議關注匯川技術、大洋電
6、機、英搏爾、 巨一科技、精機電動、臥龍電機等; 3) OBC+DC/DC:充電/轉換模塊升級,建議關注欣銳科技、通合科技等; 4) 連接器連接器及及線束:線束:性能升級,建議關注瑞可達、永貴電器、中航光電等; 5) 電容、濾波器等:電容、濾波器等:建議關注法拉電子、鷹峰電子等; 6) 新技術:新技術:油冷電機、扁線電機,建議關注精達股份、長城科技等。 風險提示風險提示:新能源汽車發展不及預期、800V 平臺量產不及預期、國產替代進 度不及預期等。 行業基本數據行業基本數據 占比% 股票家數(只) 196 4.88 總市值(億元) 29,936.48 3.59 流通市值(億元) 21,158.0
7、6 3.31 相對指數表現相對指數表現 % 1M 6M 12M 絕對表現 7.12 27.2 19.2 相對表現 8.05 31.5 21.04 相關研究報告相關研究報告 汽車行業跟蹤報告:特斯拉產業鏈的中國機遇 進一步升級 2021-11-05 汽車行業重大事項點評:10 月批發好于預 期,預計將持續好轉 2021-11-09 汽車行業 2022 年度策略報告:靚麗時刻的交 錯 2021-11-16 -13% -2% 9% 20% 20/11 21/01 21/03 21/05 21/07 21/09 2020-11-242021-11-23 滬深300汽車(申萬) 華創證券研究所華創證券研
8、究所 行業研究行業研究 汽車汽車 2021 年年 11 月月 24 日日 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 未經許可,禁止轉載未經許可,禁止轉載 投資投資主題主題 報告亮點報告亮點 闡述闡述 800V 電壓平臺升級趨勢,梳理產業鏈投資機會電壓平臺升級趨勢,梳理產業鏈投資機會。報告深入淺出的介紹 了 400V 電壓平臺升級為 800V 的產業趨勢。結合測算,給出 800V 電壓平臺 滲透提升趨勢和行業增長空間。進而對 800V 產業鏈上市/非上市公司進行梳 理,尋找優質細分領域和受益標的。 投資投資邏輯邏輯 從從
9、400V 到到 800V,供應鏈國產替代有望加速,供應鏈國產替代有望加速。800V 高壓平臺為大功率快充技 術預留了性能空間,也能夠有效提升三電系統的功率密度,進而對續航和充 電問題有效緩解。800V 相關零部件迎升級/更新機遇,供應鏈國產替代有望 加速。我們認為 800V對產業鏈影響體現在: 1) 單車價值量變化:單車價值量變化:SiC 材料較硅基產品高壓性能突出,初期成本較高 (原成本的 2-3 倍,系統成本+10%至 20%),但規模量產后有望逐步降低; 2) 供應格局變化:供應格局變化:新項目帶來國產替代機遇,國內供應商的擴產能力、研 發服務能力、和產品性價比都更加優秀,有望把握新項目
10、機會快速滲透; 3) 新技術加速上車:新技術加速上車:新電壓架構的推廣也將帶動冗余設計的發展,某些新 技術有望加速上車,例如油冷電機技術、扁線電機技術等。 根據我們測算,2025、2030 年 800V 行業市場規模有望達到 324/878 億元。 21-23年國內 800V 產業從 0到 1,23-25年復合增速有望超過 70%(爆發增長 階段),25-30 年復合增速約為 20%(穩步增長階段)。 hZhU9UiYcXfUxPzRvNwObRcMaQoMrRpNpOkPoPmNfQpNqN6MrQmMNZnNqMuOqRsR 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資
11、咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 3 目目 錄錄 一、一、800V 高壓平臺漸近,加快解決續航、充電焦慮問題高壓平臺漸近,加快解決續航、充電焦慮問題 . 5 (一)電動車 800V高壓平臺正逐步落地 . 5 (二)800V方案是降低續航及充電焦慮的主流選擇 . 7 二、電氣類零部件需要再驗證,格局重構下國產替代有望加速二、電氣類零部件需要再驗證,格局重構下國產替代有望加速 . 9 (一)零部件需再驗證,迎升級/更新機遇 . 11 (二)核心環節彎道超車,國產替代有望加速 . 14 三、投資建議三、投資建議 . 17 四、風險提示四、風險提示 . 18 汽車汽車行業深度研究報告
12、行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 4 圖表目錄圖表目錄 圖表 1:400V 電子電器架構 . 5 圖表 2:400V 架構下零部件布局 . 5 圖表 3:800V 電子電器架構 . 5 圖表 4:保時捷 Taycan 800V高壓架構布局 . 5 圖表 5:國內車企 800V 快充技術布局 . 6 圖表 6:蔚來換電站 . 7 圖表 7:特斯拉 V3 超充樁 . 8 圖表 8:特斯拉 V3 超充樁參數 . 8 圖表 9:保時捷 800V超充樁 . 8 圖表 10:保時捷高壓超充樁參數 . 8 圖表 11:新能源乘用車三電系統(除電池)零
13、部件價格估算 . 9 圖表 12:800V平臺應用市場空間(億元)測算及產業鏈核心公司 . 10 圖表 13:不同電壓下硅基與 SiC 性能對比 . 11 圖表 14:碳化硅模塊較 IGBT 模塊損耗更小 . 11 圖表 15:電驅系統示意圖 . 12 圖表 16:國產某品牌新能源汽車電驅系統構成 . 12 圖表 17:電控系統示意圖 . 12 圖表 18:比亞迪秦電控系統圖 . 12 圖表 19:電池系統示意圖 . 13 圖表 20:車載電池結構圖 . 13 圖表 21:DC/DC+OBC 示意圖 . 13 圖表 22:DC/DC+OBC 技術方案圖 . 13 圖表 23:連接器與線束示意圖
14、 . 13 圖表 24:瑞可達連接器與線束示意圖 . 13 圖表 25:濾波器示意圖 . 14 圖表 26:有源濾波器原理圖 . 14 圖表 27:繼電器示意圖 . 14 圖表 28:車載繼電器連接原理圖 . 14 圖表 29:800V零部件升級產業鏈(上市) . 15 圖表 30:800V零部件升級產業鏈(非上市) . 16 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 5 一、一、800V 高壓平臺漸高壓平臺漸近近,加快加快解決續航、充電焦慮問題解決續航、充電焦慮問題 (一)電動車(一)電動車 800V高壓平臺正逐步落地
15、高壓平臺正逐步落地 因動力源差異,燃油車因動力源差異,燃油車和和電動車電動車的的電壓平臺差異大。電壓平臺差異大。燃油車動力源來自內燃機,車用電 器對輸出功率要求不高,低電壓平臺即可滿足:1918 年,蓄電池首次引入汽車;1920 年得到普及,電壓僅為 6V。隨著車載電器增多,車企相繼推出 12V-48V 等系統,適配 以內燃機為主要動力源的車型。而純電車型動力源是電機和電池,需要較大的輸入/輸 出功率,車內電壓平臺通常高于燃油車。純電乘用車電壓通常在 200-400V 之間。 400V 高壓系統通常包括:電池、電機、電控、充電機(OBC)、高低壓轉換器 (DC/DC)、高壓控制盒(PDU)、連
16、接器及線束、電機/電池熱管理相關零部件。從核心 部件功能上看: 1)電池是所有電器的供電單元,PDU 對電池、電路起保護作用; 2)驅動電機及控制器是動力源,將電能轉化為機械能; 3)DC/DC 對高低壓進行轉化,滿足車內低電壓器件用電需求; 4)OBC 將充電樁的交流電轉換成直流電進而通過分線盒給電池充電。 圖表圖表 1:400V電子電器架構電子電器架構 圖表圖表 2:400V架構下零部件布局架構下零部件布局 資料來源:汽車電子設計、華創證券 資料來源:汽車技術培訓網、華創證券 圖表圖表 3:800V電子電器架構電子電器架構 圖表圖表 4:保時捷保時捷 Taycan 800V高壓架構布局高壓
17、架構布局 資料來源:汽車電子設計、華創證券 資料來源:汽車之家、華創證券 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 6 800V 高壓平臺車型高壓平臺車型出現后出現后,國內國內車企車企從技術迭代角度開始從技術迭代角度開始跟進跟進 800V 架構架構。保時捷 Taycan 是首款 800V 高壓平臺的量產車型,已將最大充電功率提升至 350KW,可以在 大約 23分鐘內,把動力電池從 5%充至 80%,相當于 300公里的續航能力。同等功率下, 當電壓從 400V 提升到 800V 后,工作電流將降低一半,進而線束體積、功
18、率損耗均有 下降。國內車企目前紛紛跟進 800V高壓平臺架構,有望在 2022年陸續實現量產: 1) 比亞迪:比亞迪:2021年 9月,上海車展發布 e 平臺 3.0,提供 800V閃充功能,充電 5 分鐘 可增加續航 150 公里,搭載 800V 平臺的車型有望 2022年量產。 2) 吉利極氪:吉利極氪:2021 年 9 月,發布子品牌極氪,充電樁最大功率達 360KW。極氪 001 采用的浩瀚架構具備 400V 和 800V 兩種電壓架構,10%-80%SOC 充電時間僅需 30 分鐘,充電 5 分鐘續航可增加 120 公里。搭載 800V的產品有望在 2022-2023 年亮相。 3)
19、 北汽極狐:北汽極狐:2021 年 4 月,發布極狐S Hi 版,具備 800V 充電架構,2.2C 閃充技術 能實現 10 分鐘補充 196 公里續航的電量,30%-80%SOC 充電時間僅為 15 分鐘。 4) 廣汽埃安:廣汽埃安:2021 年 8 月,發布 A480超充樁,峰值電壓 1000V,電流 600A,未來將 超倍速電池技術搭載于 AION系列車型,可做到充電 5分鐘,續航 200公里。 5) 東風嵐圖:東風嵐圖:2021年 9 月,發布最新 800V高壓超級快充技術,在 360KW超級充電樁 的加持下,充電速率可提升 125%,可實現充電 10分鐘,續航 400 公里。 6)
20、小鵬汽車:小鵬汽車:2021年 10月,公布首個量產的 800V高壓 SiC平臺,充電峰值電流超過 600A,采用高能量密度、高充電倍率電池,充電 5分鐘最高可補充續航 200公里。 7) 現代:現代:2020 年 12 月,發布 E-GMP 平臺,標配 800V 系統同時配套 800V 超高速充 電基礎設施,可實現 14 分鐘快充 80%,充電 5 分鐘可行使約 100公里。 圖表圖表 5:國內國內車企車企 800V快充快充技術技術布局布局 公司公司 形式形式 時間時間 電壓電壓 功率功率 電流電流 續航續航 保時捷保時捷 車型、充電樁 2018-06 800V 350kW 15分鐘充 80
21、%電 起亞起亞 充電樁 2020-09 800V - 現代現代 平臺 2020-12 800V 14分鐘充 80%電 比亞迪比亞迪 平臺 2021-04 800V 充電 5分鐘,續航 150公里 吉利極氪吉利極氪 車型、充電樁 2021-09 800V 360kW 充電 5分鐘,續航 120公里 吉利吉利 平臺、車型 2021-04 400V/800V 30分鐘充 80%電 長城長城 車型 2021-11 800V 400kW 600A 充電 10分鐘,續航 800里 北汽極狐北汽極狐 車型 2021-04 800V 充電 10分鐘,續航 196公里 廣汽埃安廣汽埃安 車型、充電樁 2021-
22、08 1000V(峰值) 480kW 600A 充電 5分鐘,續航 200公里 東風嵐圖東風嵐圖 平臺、充電樁 2021-10 800V 360kW 600A 充電 10分鐘,續航 400公里 小鵬小鵬 車型、充電樁 2021-10 800V 480kW 670A 充電 5分鐘,續航 200公里 長安長安 平臺 2021-08 800V 300KW 充電 10分鐘,續航 200公里 理想理想 平臺 預計 2023 800V - 蔚來蔚來 車型 預計 2022 800V - 資料來源:蓋世汽車、汽車之家、搜狐網、IT商業新聞網、經濟網、公司官網、華創證券 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告
23、 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 7 (二二)800V方案是方案是降低續航及充電焦慮降低續航及充電焦慮的主流選擇的主流選擇 新能源汽車普及過程中新能源汽車普及過程中,續航和充電速度是兩大短板。續航和充電速度是兩大短板。相較于燃油車,大部分新能源汽 車續航里程低于 600 公里,普遍低于燃油車的續航里程,較難滿足城際間長里程行駛需 求。另一方面,現有的充電技術需要消費者等待 40 分鐘甚至更久才可充滿,而燃油車 的加油過程僅需要 5 分鐘,對比之下補能效率更低。續航里程和充電速度是兩大短板, 制約新能源汽車對燃油車的替代。車企的解決方案包括:提升帶電量、
24、提高補能效率。 提升帶電量提升帶電量能夠能夠緩解緩解續航問題續航問題,但,但邊際效益遞減邊際效益遞減。HEV、PHEV、EREV 車型通過燃油 的方式提高續航水平。純電車型可通過增加電池帶電量實現高續航目的,目前特斯拉 Model 3 高性能版 CLTC 標準的續航里程達 675 公里。但電池是新能源車價值量最高的 部件,帶電量提升會導致邊際成本和整車重量增加,購車成本與整車功耗也將隨之增加。 提高提高補能效率補能效率,主流解決方案有,主流解決方案有兩種兩種:換電、:換電、大功率快充大功率快充。 1) 換電:換電:換電把新能源車充電時間替換成換電時間,代表企業有蔚來汽車,其二代換 電站換電效率
25、已提升至約 5 分鐘/車,接近于普通燃油車一次加油的水平。但各品 牌車型電池規格不同,換電技術的推廣極度依賴于車企自建的換電體系,大規模推 廣的成本及難度較高。 圖表圖表 6:蔚來換電站:蔚來換電站 資料來源:蔚來官網、華創證券 2) 高電流低電壓(高電流低電壓(400V)充電:)充電:根據功率、電壓、電流關系公式 = ,其他條件 保持不變,充電電壓或電流其中任一提高即可提高充電效率。特斯拉、極氪是大電 流超充的代表品牌,其中特斯拉 V3 超充樁能在 400V 電壓的條件下達到 250kW 的 峰值充電功率,15分鐘可補充 Model 3約 250公里續航所需電量。 高電流推廣難度同樣較大。高
26、電流推廣難度同樣較大。根據焦耳定律 = 2,當通電時間與電阻不變,熱量 與電流的二次方成正比,大電流快充將大幅增加充電過程中的熱量。特斯拉 V3 超 充樁峰值工作電流超過 600A,需要使用更粗的線束,同時對散熱技術要求更高。 目前國內車廠并沒有在散熱方案上做大幅定制化改動。大電流充電樁同樣極度依賴 自建體系,推廣成本高。另外,目前的大電流模式僅能在 10%-20%SOC 進行最大 功率充電,在其他區間充電功率也有明顯下降,高效充電并非全程覆蓋。 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 8 圖表圖表 7:特斯拉:特斯拉
27、 V3 超充樁超充樁 資料來源:Electrek、華創證券 圖表圖表 8:特斯拉:特斯拉 V3 超充樁參數超充樁參數 發布時間發布時間 適用電壓適用電壓 最大功率最大功率 最大電流最大電流 充電效率描述充電效率描述 2019-03 400V 250kW 640A 充電 15分鐘,續航 250km 資料來源:特斯拉官網、愛卡汽車、華創證券 3) 高電壓(高電壓(800V)低電流充電:)低電流充電:目前整車普遍使用 400V 架構,切換 800V 架構能夠 使充電時間減少一半。保時捷 Taycan 是第一臺量產的 800V 架構電動車;小鵬最新 發布的 G9 是國內首款基于 800V 高壓 SiC
28、(碳化硅)平臺的量產車,可實現充電 5 分鐘,續航 200 公里。 圖表圖表 9:保時捷:保時捷 800V超充樁超充樁 資料來源:Newrooms、華創證券 圖表圖表 10:保時捷高壓超充樁參數:保時捷高壓超充樁參數 發布時間發布時間 適用電壓適用電壓 最大功率最大功率 最大電流最大電流 充電效率描述充電效率描述 2018-06 800V 350kW 約 438A 充電 15分鐘,Taycan 電量從 0充至 80% 資料來源:太平洋汽車、蓋世汽車、華創證券 800V 架構使整車具有更高的效率。架構使整車具有更高的效率。800V 電壓平臺推出后,相較于 400V 平臺,工作電 流更小,進而節省
29、線束體積、降低電路內阻損耗,變相提升了功率密度和能量使用效率。 在功率不變前提下,我們預計 800V 平臺的推出,續航里程將增加 10%、充電速度將提 升一倍以上。當然,實際快充技術的普及需要充電樁功率和電池充電倍率的同步匹配。 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 9 二、二、電氣類零部件需要再驗證,格局重構下國產替代有望加速電氣類零部件需要再驗證,格局重構下國產替代有望加速 車企應用 800V 平臺架構,需要對電氣系統零部件重新驗證,對功率器件的耐壓、損耗、 抗熱的要求更高。SiC 材料在相關性能上較硅基材料表現
30、更優異,有望迎來大規模普及。 考慮供應安全和成本,國產 SiC 器件具備彎道超車的潛力。我們認為 800V 平臺對供應 鏈影響主要體現在: 1)單車價值量變化:單車價值量變化:SiC 材料較硅基產品的高壓性能突出,但初期成本較高(部件成 本是原來的的 2-3 倍,系統總成本增加 10%-20%),規?;慨a后有望逐步降低; 2)供應格局變化:供應格局變化:新項目帶來國產替代機遇,國內供應商的擴產能力、研發服務能力、 和產品性價比都更加優秀,有望把握新項目機會快速滲透; 3)新技術加速上車:)新技術加速上車:新電壓架構的推廣也將帶動冗余設計的發展,電動新技術有望加 速上車,例如油冷電機技術、扁線
31、電機技術等。 圖表圖表 11:新能源乘用車三電系統(除電池)零部件價格:新能源乘用車三電系統(除電池)零部件價格估算估算 零部件零部件 400V價格(元價格(元/輛)輛) 800V價格(元價格(元/輛)輛) 主要變動主要變動 電機電機 3,000 3,450 碳化硅應用,初期成本整體上升 15%-20% 電控電控 減速器減速器 1000-2000 1000-2000 耐高壓驗證, 基本無變化 OBC 2,500 3,000 碳化硅應用,初期成本整體上升 20% DC/DC PDU 1000 1000 耐高壓驗證, 基本無變化 連接器連接器 2,000 2,200 高壓、高速驗證,連接器重新選型
32、 線束線束 高壓、高速驗證,線束重新選型(冗余設計不變細) 濾波系統濾波系統 - - 重新設計,集成化成本上升 繼電器繼電器 - - 更換耐高壓,成本上升 20% 總計總計 10,000-12,000 11,300-13,300 整體成本上升 10%-20% 資料來源:華創證券估算 2023-2025 年或是年或是 800V 產業產業爆發期,建議關注爆發期,建議關注:電機電控(含功率半導體)、:電機電控(含功率半導體)、 OBC+DC/DC、連接器及線束細分領域、連接器及線束細分領域。三電系統(除電池)中,電機電控、 OBC+DC/DC 和連接器及線束的單車價值量超過 2000 元。 根據我們
33、測算,2025、2030 年 800V 行業市場規模有望分別達到 324/878 億元,其中: 電機電控 100/270 億元,OBC+DC/DC 87/235 億元,連接器及線束 64/172 億元。2021- 2023 年國內 800V 產業從無到有,2023 年-2025 年復合增速有望超過 70%(爆發增長), 2025年-2030年復合增速約為 20%(穩步增長)。 從競爭格局角度,電機電控(含功率半導體)、連接器及線束方向上市公司較多,未來 國產替代有望加速;OBC+DC/DC 行業上市公司較少,未來或有新進入者參與競爭(杭 州富特、深圳威邁斯)。當前競爭格局并未定型,未來有望孵化
34、多家百億級細分龍頭。 核心假設: 1)800V平臺應用SiC器件方案,短期推高系統整體成本。 2)隨著2023年SiC方案開始量產普及,2023-2025年年降較快(5%/年);2025年- 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 10 2030年800V進入穩定增長,年降2%/年。 圖表圖表 12:800V平臺應用市場空間(億元)測算及產業鏈核心公司平臺應用市場空間(億元)測算及產業鏈核心公司 核心假設核心假設 2021E 2023E 2025E 2030E 新能源乘用車銷量新能源乘用車銷量,萬輛萬輛 320 650
35、 800 1200 800V滲透率滲透率,% 0% 15% 40% 80% 單車價值(元單車價值(元/輛)輛) 電機電機 3,000 3,450 3,114 2,814 電控電控 減速器減速器 1,500 1,441 1,384 1,251 OBC 2,500 3,000 2,708 2,447 DC/DC PDU 1,000 960 922 834 連接器連接器 2,000 2,200 1,986 1,795 線束線束 總計總計 10,000 11,051 10,113 9,141 市場空間(億元)市場空間(億元) 電機電機 34 100 270 電控電控 減速器減速器 14 44 120
36、OBC 29 87 235 DC/DC PDU 9 30 80 連接器連接器 21 64 172 線束線束 總計總計 108 324 878 CAGR(%) 73% 22% 相關產業鏈核心上市公司相關產業鏈核心上市公司 功率半導體功率半導體 時代電氣、斯達半導、比亞迪半導體、士蘭微、新潔能、宏微科技 電機電控電機電控 匯川技術、英博爾、大洋電機、臥龍電驅、精進電動、巨一科技 DC/DC+OBC 欣銳科技、通合科技、麥格米特 連接器及線束連接器及線束 瑞可達、中航光電、永貴電器、立訊精密 電容電容 法拉電子、鷹峰電子 其他其他 精達股份、長城科技 資料來源:Wind、華創證券測算 *未考慮高端電
37、動車與中低端電動車電氣系統零部件的成本差異 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 11 (一一)零部件需再驗證,迎升級零部件需再驗證,迎升級/更新機遇更新機遇 升級升級 800V 平臺平臺需要對零部件重新驗證,需要對零部件重新驗證,功率器件功率器件要求更高要求更高。應用 800V 電壓平臺需要 對現有的電子電器架構重新驗證,尤其是功率器件的要求更高。目前車規級的功率半導 體主要是硅基 IGBT,應用于新能源汽車電動控制系統、車載空調系統、充電樁逆變器 三個子系統中,車內 IGBT 約占整車成本的 7%-10%,是除電
38、池以外成本第二高的元件。 400V 平臺架構升級至 800V平臺對功率半導體提出了更苛刻的要求: 1) 耐壓:耐壓:在 450V 直流母線電壓下,IGBT 模塊承受的最大電壓在 650V 左右;在 800V 以上直流母線電壓下,功率器件耐壓需要提高到 1200V 以上。盡管英飛凌、 富士、羅姆等廠家推出了 1200V 耐壓的車規級 IGBT,但成本較高并未實現規?;?應用。對比之下,SiC器件在高壓下性能更好。 圖表圖表 13:不同不同電壓下電壓下硅基硅基與與 SiC 性能對比性能對比 資料來源:Gerd, et al., “INCREASED SYSTEM EFFICIENCY BY AN
39、800 VOLT AXLE DRIVE CONCEPT”, Vitesco Technologies *在400V直流母線電壓下,硅基IGBT通導損耗與碳化硅相近,開關損耗更高;在800V直流母線電壓 先,硅基IGBT通導損耗、開關損耗均顯著高于碳化硅 2) 損耗:損耗:根據 NE 時代,碳化硅在導通損耗、開關損耗表現方面優于 IGBT,在 400V 母線電壓下,應用 1200V碳化硅模塊的整車損耗較 750V的 IGBT 降低 6.9%;若電 壓升至 800V,整車損耗將進一步降低 7.6%。 圖表圖表 14:碳化硅模塊較:碳化硅模塊較 IGBT 模塊損耗更小模塊損耗更小 資料來源:NE時代
40、、華創證券 *在400V直流母線電壓下,1200V碳化硅模塊較750V硅基IGBT模塊逆變器損耗下降6.9%;在800V 直流母線電壓下,1200V碳化硅模塊較用于400V直流母線的750V硅基IGBT模塊逆變器損耗下降 7.6%。在基礎損耗與傳動系統損耗不變的情況下,整車損耗隨逆變器損耗下降同步變化。 0% 20% 40% 60% 80% 100% 400V, Si 750V, 10kHz400V, SiC 1200V, 10kHz 800V, SiC 1200V, 10kHz Basic consumptionPowertrain w/o InverterInverter -6.9% -7
41、.6% 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 12 3) 抗高溫:抗高溫:在高電壓快充方案下,盡管在相同充電功率情況下電流增加幅度較大電流 方案要小,但大功率快充需要電壓、電流同增,因此發熱量增加,對功率器件抗高 溫能力也提出更高的要求。碳化硅理論上能夠在遠超 175高溫的正常工作,較硅 基 IGBT 更加適應未來 800V平臺架構的發展。 初期初期碳化硅成本碳化硅成本較高,較高,推高推高相關相關零部件價值量。零部件價值量。目前具有碳化硅量產能力的廠家數量稀 少,主要位于歐美,如科銳、羅姆、意法、博世等,其中科銳市場
42、份額最大。早期碳化 硅器件價格高于硅基 IGBT,量產后或能降至 IGBT 的 2 倍左右。800V 平臺架構的升級 帶來核心功率器件的切換,核心部件成本上升短期將推高電動控制系統、車載空調系統、 充電樁逆變器等部件的單車價值量。 目前碳化硅實際應用較少,目前碳化硅實際應用較少,國產國產 SiC 器件有望迎來發展機遇器件有望迎來發展機遇。歐美新能源汽車碳化硅技 術集中批產時間多數在 2024 年,歐美晶圓廠商產能擴張規劃基本與之匹配,目前僅特 斯拉 Model 3 與比亞迪漢實際應用碳化硅功率器件。而根據國內新能源車升級 800V 平 臺計劃,2023 年碳化硅器件需求旺盛。相較于硅基 IGB
43、T,不少國產供應商具備 SiC 的 研發量產能力,未來有望快速擴產響應國內新能源汽車的外溢需求。 受碳化硅應用與系統升級受碳化硅應用與系統升級影響影響,我們預計以下零部件成本會相應,我們預計以下零部件成本會相應變化變化: 1) 電機電控電機電控:800V 平臺或要求電機控制器應用的功率器件從硅基 IGBT 升級至碳化 硅 MOSFET,短期成本相應上升;但碳化硅的應用將減少電機系統的功耗、提高功 率密度,因此整體結構縮小、殼體線路布局優化,單電機的成本將有所下降。若考 慮零部件供應商借此機會推出一些新的電機技術(油冷、扁線電機),我們預計電 機成本有所增加,電驅系統(電機、電控、減速器)單車價
44、值增加 10-15%。 圖表圖表 15:電驅系統示意圖電驅系統示意圖 圖表圖表 16:國產國產某某品牌新能源汽車電驅系統構成品牌新能源汽車電驅系統構成 資料來源:巨一科技官網、華創證券 資料來源:中國傳動網、華創證券 圖表圖表 17:電控系統示意圖:電控系統示意圖 圖表圖表 18:比亞迪秦電控系統圖:比亞迪秦電控系統圖 資料來源:安捷利電控官網、華創證券 資料來源:汽車測試網、華創證券 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 13 2) 電池電池:碳化硅應用將提高整車效率,電池做功效果預計能提高 20-25%,在同等續
45、 航要求的情況下,電池帶電量得以下降,我們預計能夠降低電池 2-3%成本。但車 企后續也將推出更高帶電量的電池,這部分成本的下降難直觀反映。 圖表圖表 19:電池系統示意圖:電池系統示意圖 圖表圖表 20:車載電池結構圖:車載電池結構圖 資料來源:億緯鋰能官網、華創證券 資料來源:電工知識網、華創證券 3) DC/DC+OBC:該集成部件主要構成為功率器件,我們預計碳化硅的應用將使其成 本在 2000-3000元的基礎上提高 10-15%。 圖表圖表 21:DC/DC+OBC 示意圖示意圖 圖表圖表 22:DC/DC+OBC 技術方案圖技術方案圖 資料來源:欣銳科技官網、華創證券 資料來源:技
46、高網、華創證券 4) 連接器連接器+線束:線束:平臺架構從 400V 升級至 800V 要求連接器重新選型,連接器數量可 能增加(增加大功率快充接口);在同等功率條件下,電壓提高,電流減小,線纜 耐壓性提高、體積減下;我們預計連接器+線束綜合成本將由約 2000元小幅上升。 圖表圖表 23:連接器與線束示意圖:連接器與線束示意圖 圖表圖表 24:瑞可達連接器與線束示意圖:瑞可達連接器與線束示意圖 資料來源:采樁網、華創證券 資料來源:瑞可達官網、華創證券 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 14 5) 濾波系統:濾
47、波系統:主要包括電容和磁環,原濾波系統基于 400V 架構設計,升級 800V 后 EMC 輻射量會變化,整車濾波系統需重新設計。 圖表圖表 25:濾波器示意圖:濾波器示意圖 圖表圖表 26:有源濾波器原理圖:有源濾波器原理圖 資料來源:萌勝電子官網、華創證券 資料來源:晶控電子官網、華創證券 6) 繼電器繼電器:升級 800V 平臺要求繼電器耐壓性提升,現有部分繼電器能夠兼容高電壓, 若更換非兼容高電壓繼電器,預計成本增加 5-10%。 圖表圖表 27:繼電器示意圖:繼電器示意圖 圖表圖表 28:車載繼電器連接原理圖:車載繼電器連接原理圖 資料來源:巴斯巴官網、華創證券 資料來源:電工之家、
48、華創證券 (二二)核心環節彎道超車,國產替代有望加速核心環節彎道超車,國產替代有望加速 行業層面行業層面:國內新能源汽車單月滲透率一度突破 20%,預計 2021-2022 年新能源乘用車 銷量分別達到 320/500 萬輛。而在 IGBT、碳化硅、車用芯片、連接器、電容等領域, 國外廠家如英飛凌(IGBT)、科銳(SiC)、羅姆(SiC)、泰科(連接器)、EPCOS (電容)等占據頭部地位。在海外電動化速度慢于國內、疫情反復的背景下,國內電動 車企的量產和研發需求被滯后。車企有訴求尋找供應商保護供應安全、加快技術迭代。 企業層面:企業層面:國內企業不斷成長,在擴產、響應和性價比上更具比較優勢
49、。已有具備量產 硅基 IGBT 和 SiC 器件的企業(時代電氣、比亞迪半導體、斯達半導等);電機電控、 OBC+DC/DC 領域國內方案更成熟(匯川技術、大洋電機、欣銳科技等),連接器及線 束、電容等環節也有望撬動車企供應體系(瑞可達、永貴電器、法拉電子等)。 汽車汽車行業深度研究報告行業深度研究報告 證監會審核華創證券投資咨詢業務資格批文號:證監許可(2009)1210號 15 圖表圖表 29:800V零部件升級產業鏈(上市)零部件升級產業鏈(上市) 領域領域 公司公司 位置位置 2020 年營收年營收/億元億元 主營產品主營產品 主要客戶主要客戶 IGBT 及及 SiC 相關相關 科銳
50、(Wolfspeed) 美國 34 碳化硅、氮化鎵和相關化合物生產 意法半導體、住友集團、艾瑞 電子等 羅姆 日本 214 ICs、分立半導體、模塊 佳能、豐田、美蓓亞三美、斯 坦利電子、住友電裝 意法 荷蘭 667 動力和汽車產品及嵌入式處理解決方案 蘋果,黑莓,博世,思科,孔 蒂,惠普,諾基亞等 英飛凌 德國 685 微控制器、通訊、集成電路、電力電子 博世、比亞迪、微軟、百度、 華為等 日立 日本 5199 家用電器、電子零組元件、半導體和顯示相關 材料等 安森美 美國 343 高能效鏈接、傳感、電源管理、模擬、邏輯、 時序、分立及定制器件 時代電氣 株洲 160 軌道交通設備、機車及列