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新能源汽车保有量破千万 补能赛道迎发展新机遇

      随着新能源汽车普及,充、换电等补能需求快速提升。蔚来、特斯拉、小鹏汽车等车企正加速建设充、换电网络;同时,大力推进超级充电桩、高压快充新平台等技术研发设计,提高补能效率,进一步提升新能源汽车使用体验。
      机构预计,2021年至2025年,充电桩有超过5倍的增长空间,复合年均增长率可达54%;换电站有超过20倍的增长空间,复合年均增长率超过110%。

换电运营处于起步阶段
      我国新能源汽车保有量近期创新高。据公安部统计,截至6月底,全国新能源汽车保有量达1001万辆,占汽车总量的3.23%。其中,纯电动汽车保有量达810.4万辆,占新能源汽车总量的80.93%。
      充电慢带来的续航焦虑是制约电动汽车行业发展的一大痛点。据机构统计,2021年,支持快充的热销车型平均理论充电倍率约为1C,即实现电池容量30%-80%需要充电约30分钟、续航可达到约219km(NEDC标准)。而在实践中,大部分纯电动车实现上述电池容量需要充电40-50分钟、可行驶里程约150-200km。若加上进出充电站的时间(约10分钟),纯电动车花费约1小时的充电时间仅能在高速路行驶1个多小时。
      电动汽车电压平台电压低是限制充电效率的原因之一。受限于硅基IGBT功率器件的耐压能力,目前已上市的大多数电动车搭载400V电压平台。据国家推荐标准《电动汽车传导充电系统》,直流充电输出电流范围优先选择80A-250A。按此标准,电动车峰值充电功率约为100kW,即100kW级功率充电10分钟大约补充16.7kWh的电量,对应可行驶100km。
      以蔚来、宁德时代为代表的头部企业近年来力推换电模式,即通过集中型充电站对大量电池集中存储、充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行电池更换,从而省略车辆等待充电的时间,提高电动汽车补能效率。
      业内人士表示,换电运营正处于起步阶段。由于换电设备包括快换系统、充电系统等部分,需要机械和电气、软件和硬件多项技术的结合,具备一定的壁垒。

加速技术迭代
      电动汽车电压平台向高压化发展、电池功率密度和充电倍率快速提升,有助于提升电动汽车的充电效率。业内人士表示,高电压快充不仅能够提高充电速度,同时,在电机输出功率不变的情况下,能够显著降低热损耗,并带来车内线束线径的减小、重量减轻。
      2019年,车企开始关注800V高电压方案;2021-2022年,越来越多车企高端车型采用800V快充。据统计,目前采用800V高电压的车型有保时捷Taycan、现代IONIQ 5、广汽AION VPlus等,小鹏汽车、广汽埃安、岚图、理想汽车等纷纷进军800V的车载高压平台。
      东吴证券表示,800V高电压方案的实现将会使充电功率突破400kW,预计会实现充电5分钟续航200-300km的效果,将大幅缓解充电焦虑。
      电池能量密度也在不断提升。锂电巨头宁德时代日前发布的麒麟电池首创电芯大面冷却技术,支持5分钟快速热启动及10分钟快充,可实现整车1000公里续航,能量密度较特斯拉4680电池系统提升13%。在快充方面,中国证券报记者从宁德时代了解到,公司的超快充技术最快5分钟充电量可以达到80%。
      招商证券表示,电动车充电时效是仅次于长续航的重要性能指标,对整车消费体验的重要性不言而喻。当前,车企与电池公司正在推动充电倍率从1C-2C向4C甚至6C升级。快充需要电池材料特别是负极相关材料升级,同时意味着充电系统大功率化。

布局超级充电桩
      多家车企正加速布局高功率充电桩。东吴证券表示,高功率充电桩对散热技术要求较高,通常需要采用液冷技术,相比低功率充电桩推广成本更高,预计未来将以主机厂自建,或由第三方代工的模式为主。
      蔚来通过换电站、超充桩和充电车构成全场景化的加电服务体系,在车企补能综合布局方面走在前列。截至2022年7月6日,蔚来在全国已累计建成换电站1011座(其中高速公路换电站256座)、充电站1681座(充电桩9603根),接入第三方充电桩超过52万根。超级充电桩方面,蔚来直流充电桩拥有最大180kW和250A的性能,20kW直流充电桩充满100kWh的电池包仅需5个多小时。
      蔚来还透露,未来将陆续发布包括峰值功率500kW、峰值电流650A的液冷超级快充桩和第三代换电站等全新加电设施,并宣布向全行业开放800V高压平台电池包及配套的换电体系。
招商证券估算,2021年至2025年,我国新能源汽车销量复合年均增长率在36%左右,如果2025年车桩比要达到1.5:1,2021年至2025年新建充电桩复合年均增长率将近45%,需要全社会加大充换电体系的投资强度。

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