全球汽車電動化進程持續(xù)加速，“充電補能”效率成為用戶核心訴求
充電補能效率已成為用戶當下核心訴求，復盤移動端迭代歷程，充電效率提升亦是電動車必經(jīng)之路。新能源汽車供需兩端旺盛，暢銷車輛在動力性能、智能化方面、使用成本等方面相對傳統(tǒng)燃油車已取得領先優(yōu)勢，但“長途出行續(xù)航不夠”和“充電不方便”是當下新能源汽車消費者兩大核心痛點。充電補能效率提升已成為用戶的核心訴求，在此背景下，更加高效的快充技術亟待推出。同時，復盤手機充電補能的發(fā)展歷程，可以明顯發(fā)現(xiàn)續(xù)航時間和充電補能效率一直是用戶的核心訴求，在前期電池容量達到瓶頸之后，提高充電速度便成為了手機廠商提高用戶體驗的主要抓手：從早期大哥 3.6W 功率、充電時長 10 小時到 2010 年 USB BC 1.2 協(xié)議突破 5W 并開啟“快充時代”，期間手機充電速度不斷提升，目前已發(fā)展到 120W 功率、充電時長僅需 15 分鐘的機型。智能手機和新能源汽車的充電補能效率極大影響用戶體驗，亦將是車企打造差異化優(yōu)勢的重要賣點，我們判斷“充電補能”效率持續(xù)提升是電動車的必經(jīng)之路，充電技術則有望向高壓、高功率方向不斷發(fā)展。
“交流慢充”和“直流快充”均扮演著重要角色
交流慢充仍為主流，“去 OBC”難以實現(xiàn)。功率在 2~22kW 之間的充電方式統(tǒng)稱為慢充，而交流慢充與直流慢充的主要差異在于將充電機（能夠將交流電變換為直流電的轉換器）配置在車上還是充電樁上，配置在車上即為交流充電，反之即為直流充電。交流慢充可實現(xiàn)有插座即可充電，一定程度上緩解終端用戶出行的充電焦慮問題；而直流慢充則依賴直流充電樁，對公共直流充電樁覆蓋率提出了較高的要求。同時各地頒布地方性充電基礎設施建設標準，引導自用充電樁宜采用交流充電方式。雖然交流慢充與直流慢充在充電功率、體驗上可實現(xiàn)相互替代，市場存在去 OBC 的動機，但我們認為公共直流充電樁短期覆蓋率仍不完善，難以解決充電焦慮這一核心痛點，直流去 OBC 預計短期難以實現(xiàn)。
“交流慢充”與“直流快充”均扮演重要角色。交流慢充是通過車載 OBC 將電網(wǎng)的交流電轉換成直流電輸入到汽車動力電池之中，通常需要 6~8 個小時充電時長；而直流快充是通過數(shù)百千瓦的大功率直流充電樁將電網(wǎng)交流電轉換為直流電并輸入到汽車動力電池之中，可在一個小時內充電 80%。根據(jù)中國汽車工程學會《節(jié)能與新能源技術路線 2.0》中充電基礎設施發(fā)展目標，2025/2030 年慢充端口保有量有望達到 1300 萬/7000 萬，快充端口保有量有望達到 80 萬/128 萬，并建立以智能有序慢充為主、應急快充為輔的充電體系。快充能夠高效率、短時間的完成充電補能，極大的緩解了用戶的充電焦慮問題，但交流慢充具備低成本、易普及等優(yōu)勢，未來“交流慢充”與“直流快充”均將扮演重要角色
800V 高壓平臺加速來臨，車載高壓部件充分受益
主流車企紛紛布局 800V 高壓平臺。目前充電補能效率已成為用戶的核心關注點，800V高壓平臺可以有效地解決補能焦慮問題，2021 年比亞迪、吉利、長城、小鵬、零跑等相繼發(fā)布 800V 高壓快充布局規(guī)劃，相關車型也將陸續(xù)推出：現(xiàn)代基于 E-GMP 平臺開發(fā)的IONIQ5、長城沙龍旗下機甲龍、小鵬 G9 等。從量產(chǎn)時間看，各大車企基于 800V 高壓技術方案的新車將在 2022 年之后陸續(xù)上市。800V 高壓平臺是當下市場的重要賣點，能夠解決用戶“充電補能效率”這一核心問題，在主流車企的陸續(xù)布局下，800V 高壓平臺趨勢有望加速來臨。
提高充電補能效率的核心在于“電壓升級”。快充技術的核心在于提高整車充電功率，根據(jù) P=UI 公式，快充升級的技術手段在于提高電壓或提高電流，提高電流將會帶來更沉重的線束、更高的功耗以及更多的附屬設備瓶頸，而提高充電電壓將會有更大的設計自由度，基于此 400V 平臺有望向 800V 平臺逐步演變。對比當下五種 800V 架構升級方案，“車載部件全系升級”方案優(yōu)勢明顯。目前主流新能源整車高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍為230V~450V，統(tǒng)稱為 400V 平臺；高壓電氣系統(tǒng)電壓范圍為 550-930V，統(tǒng)稱為 800V 系統(tǒng)平臺。但當下充電樁、高壓部件等配套設施基于 400V 平臺打造，難以支撐 800V 高壓系統(tǒng)的快速普及，需要在電氣系統(tǒng)架構上升級以匹配高壓平臺需求目前有五種 800V 高壓系統(tǒng)架構設計方案：
方案一：車載部件全系 800V，電驅升壓兼容 400V 直流樁方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、電驅動、動力電池、高壓部件均為 800V；通過電驅動系統(tǒng)升壓，兼容 400V 直流充電樁。該方案優(yōu)勢在于整車能耗低、無安全風險、易于推廣，但系統(tǒng)新增成本和布置改造較高。
方案二：車載部件全系 800V，新增 DCDC 兼容 400V 直流樁方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、電驅動、動力電池、高壓部件均為 800V；通過新增 400V-800V DCDC 升壓，兼容 400V 直流充電樁。該方案優(yōu)勢在于整車能耗低、無安全風險、易于推廣，但系統(tǒng)新增成本高于方案一。
方案三：車載部件全系 800V，動力電池靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 直流樁方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、電驅動、動力電池、高壓部件均為800V；2 個 400V 動力電池串并聯(lián)，通過繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容400V 直流充電樁。該方案電池需要特殊改動和設計，推廣難度較大。
方案四：僅直流快充相關部件為 800V，其余部件維持 400V，新增 DCDC 部件進行電壓轉換器方案。其典型特征是：僅直流快充和動力電池為 800V；交流慢充、電驅動、高壓部件均為 400V；新增 400V-800V DCDC，實現(xiàn) 400V 部件與 800V 動力電池之間的電壓轉換，兼容 400V 直流充電樁。該方案整車布置改造較小，但需要新增DCDC，推廣難度大。
方案五：僅直流快充相關部件為 800V，其余部件維持 400V，動力電池靈活輸出400V 和 800V 方案。其典型特征是：僅直流快充為 800V；交流慢充、電驅動、負載均為 400V；2 個 400V 動力電池串并聯(lián)，通過繼電器切換靈活輸出 400V 和 800V，兼容 400V 和 800V 直流充電樁。該方案系統(tǒng)新增成本和布置改造較低，但該方案電池需要特殊改動和設計，推廣難度較大。
對比五種升級方案，綜合評估詳細性能、系統(tǒng)成本以及整車改造工程量等因素，方案一 “車載部件全系 800V，電驅升壓兼容 400V 直流樁方案”擁有綜合優(yōu)勢，預測短期內有望能夠快速推廣普及。
2019 年 4 月保時捷 TaycanTurbo S 全球首發(fā)，800V 全球首款純電動車型誕生，高壓動力電池、前驅動電機、后驅動電機、車載充電機和 PTC 部件均采用了 800V 電壓平臺。800V 高壓架構下電池包、電驅動、PTC、空調、車載充電機等核心零部件亦需隨之全系重新選型。
車載 OBC雙向化、集成化、高功率趨勢
雙向化：雙向車載充電機具備向車載動力電池充電和由車載動力電池向外部放電的功能，能夠為用戶拓展應用場景，進一步提升用戶的使用體驗。具體來看：1）V2G：向電網(wǎng)方面?zhèn)鬏旊娔埽瑢崿F(xiàn)動力電池儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)間的能量雙向流動；2）V2H：作為大型充電寶，向家用電器供電，便于用戶出行野炊使用等；3）V2V：新能源車與新能源車之間傳輸電能，實現(xiàn)能量的雙向流動，便于用戶應對特殊情景。同時，雙向化需要將充電與放電功能模塊集成到一個電力電子變換器中，可實現(xiàn)電力電子器變換器的高效利用與高功率密度集成，將有效降低產(chǎn)品成本與體積。雙向化趨勢可以豐富車載 OBC 的應用場景，同時亦可達到高度集成提升產(chǎn)品效率的目的，我們判斷雙向化預計將是車載 OBC 重要的演進方向。
集成化：核心零部件的集成化設計可減少占用空間和質量，實現(xiàn)輕量化和小型化，在性能提升的同時降低成本。當下行業(yè)主流是將 DC/DC 變換器、車載充電機、高壓接線盒三者其中兩者及以上進行集成，并稱之為“二合一”或“三合一”；同時也有深度集成的產(chǎn)品，代表案例是比亞迪“八合一系統(tǒng)”：將驅動電機、電機控制器、減速器、車載充電器、直流變換器、配電箱、整車控制器、電池管理器八大部件，可實現(xiàn)軟、硬件端云深度融合。
高功率：當下乘用車大多配套 3.3KW、6.6KW 車載充電機，伴隨著新能源車續(xù)航里程的持續(xù)提升以及電池容量不斷擴充，傳統(tǒng) 3.3KW、6.6KW 車載充電機功率已不能滿足當下電動汽車的充電需求，800V 高壓系統(tǒng)趨勢下，控安汽車研究院預計：車載充電機有望向22KW 等高壓大功率方向發(fā)展。整體看，我們認為車載充電機未來預計或將會向功率等級提升、更高的集成化以及雙向化方向演進，單車價值量亦或將隨之顯著增長。
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