充电补能发展趋势：高电压、大电流、集成化、双向化

全球汽车电动化进程持续加速，“充电补能”效率成为用户核心诉求

充电补能效率已成为用户当下核心诉求，复盘移动端迭代历程，充电效率提升亦是电动车必经之路。新能源汽车供需两端旺盛，畅销车辆在动力性能、智能化方面、使用成本等方面相对传统燃油车已取得领先优势，但“长途出行续航不够”和“充电不方便”是当下新能源汽车消费者两大核心痛点。充电补能效率提升已成为用户的核心诉求，在此背景下，更加高效的快充技术亟待推出。同时，复盘手机充电补能的发展历程，可以明显发现续航时间和充电补能效率一直是用户的核心诉求，在前期电池容量达到瓶颈之后，提高充电速度便成为了手机厂商提高用户体验的主要抓手：从早期大哥 3.6W 功率、充电时长 10 小时到 2010 年 USB BC 1.2 协议突破 5W 并开启“快充时代”，期间手机充电速度不断提升，目前已发展到 120W 功率、充电时长仅需 15 分钟的机型。智能手机和新能源汽车的充电补能效率极大影响用户体验，亦将是车企打造差异化优势的重要卖点，我们判断“充电补能”效率持续提升是电动车的必经之路，充电技术则有望向高压、高功率方向不断发展。

“交流慢充”和“直流快充”均扮演着重要角色

交流慢充仍为主流，“去 OBC”难以实现。功率在 2~22kW 之间的充电方式统称为慢充，而交流慢充与直流慢充的主要差异在于将充电机（能够将交流电变换为直流电的转换器）配置在车上还是充电桩上，配置在车上即为交流充电，反之即为直流充电。交流慢充可实现有插座即可充电，一定程度上缓解终端用户出行的充电焦虑问题；而直流慢充则依赖直流充电桩，对公共直流充电桩覆盖率提出了较高的要求。同时各地颁布地方性充电基础设施建设标准，引导自用充电桩宜采用交流充电方式。虽然交流慢充与直流慢充在充电功率、体验上可实现相互替代，市场存在去 OBC 的动机，但我们认为公共直流充电桩短期覆盖率仍不完善，难以解决充电焦虑这一核心痛点，直流去 OBC 预计短期难以实现。

“交流慢充”与“直流快充”均扮演重要角色。交流慢充是通过车载 OBC 将电网的交流电转换成直流电输入到汽车动力电池之中，通常需要 6~8 个小时充电时长；而直流快充是通过数百千瓦的大功率直流充电桩将电网交流电转换为直流电并输入到汽车动力电池之中，可在一个小时内充电 80%。根据中国汽车工程学会《节能与新能源技术路线 2.0》中充电基础设施发展目标，2025/2030 年慢充端口保有量有望达到 1300 万/7000 万，快充端口保有量有望达到 80 万/128 万，并建立以智能有序慢充为主、应急快充为辅的充电体系。快充能够高效率、短时间的完成充电补能，极大的缓解了用户的充电焦虑问题，但交流慢充具备低成本、易普及等优势，未来“交流慢充”与“直流快充”均将扮演重要角色

800V 高压平台加速来临，车载高压部件充分受益

主流车企纷纷布局 800V 高压平台。目前充电补能效率已成为用户的核心关注点，800V高压平台可以有效地解决补能焦虑问题，2021 年比亚迪、吉利、长城、小鹏、零跑等相继发布 800V 高压快充布局规划，相关车型也将陆续推出：现代基于 E-GMP 平台开发的IONIQ5、长城沙龙旗下机甲龙、小鹏 G9 等。从量产时间看，各大车企基于 800V 高压技术方案的新车将在 2022 年之后陆续上市。800V 高压平台是当下市场的重要卖点，能够解决用户“充电补能效率”这一核心问题，在主流车企的陆续布局下，800V 高压平台趋势有望加速来临。

提高充电补能效率的核心在于“电压升级”。快充技术的核心在于提高整车充电功率，根据 P=UI 公式，快充升级的技术手段在于提高电压或提高电流，提高电流将会带来更沉重的线束、更高的功耗以及更多的附属设备瓶颈，而提高充电电压将会有更大的设计自由度，基于此 400V 平台有望向 800V 平台逐步演变。对比当下五种 800V 架构升级方案，“车载部件全系升级”方案优势明显。目前主流新能源整车高压电气系统电压范围为230V~450V，统称为 400V 平台；高压电气系统电压范围为 550-930V，统称为 800V 系统平台。但当下充电桩、高压部件等配套设施基于 400V 平台打造，难以支撑 800V 高压系统的快速普及，需要在电气系统架构上升级以匹配高压平台需求目前有五种 800V 高压系统架构设计方案：

方案一：车载部件全系 800V，电驱升压兼容 400V 直流桩方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、电驱动、动力电池、高压部件均为 800V；通过电驱动系统升压，兼容 400V 直流充电桩。该方案优势在于整车能耗低、无安全风险、易于推广，但系统新增成本和布置改造较高。

方案二：车载部件全系 800V，新增 DCDC 兼容 400V 直流桩方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、电驱动、动力电池、高压部件均为 800V；通过新增 400V-800V DCDC 升压，兼容 400V 直流充电桩。该方案优势在于整车能耗低、无安全风险、易于推广，但系统新增成本高于方案一。

方案三：车载部件全系 800V，动力电池灵活输出 400V 和 800V，兼容 400V 直流桩方案。其典型特征是：直流快充、交流慢充、电驱动、动力电池、高压部件均为800V；2 个 400V 动力电池串并联，通过继电器切换灵活输出 400V 和 800V，兼容400V 直流充电桩。该方案电池需要特殊改动和设计，推广难度较大。

方案四：仅直流快充相关部件为 800V，其余部件维持 400V，新增 DCDC 部件进行电压转换器方案。其典型特征是：仅直流快充和动力电池为 800V；交流慢充、电驱动、高压部件均为 400V；新增 400V-800V DCDC，实现 400V 部件与 800V 动力电池之间的电压转换，兼容 400V 直流充电桩。该方案整车布置改造较小，但需要新增DCDC，推广难度大。

方案五：仅直流快充相关部件为 800V，其余部件维持 400V，动力电池灵活输出400V 和 800V 方案。其典型特征是：仅直流快充为 800V；交流慢充、电驱动、负载均为 400V；2 个 400V 动力电池串并联，通过继电器切换灵活输出 400V 和 800V，兼容 400V 和 800V 直流充电桩。该方案系统新增成本和布置改造较低，但该方案电池需要特殊改动和设计，推广难度较大。

对比五种升级方案，综合评估详细性能、系统成本以及整车改造工程量等因素，方案一 “车载部件全系 800V，电驱升压兼容 400V 直流桩方案”拥有综合优势，预测短期内有望能够快速推广普及。

2019 年 4 月保时捷 TaycanTurbo S 全球首发，800V 全球首款纯电动车型诞生，高压动力电池、前驱动电机、后驱动电机、车载充电机和 PTC 部件均采用了 800V 电压平台。800V 高压架构下电池包、电驱动、PTC、空调、车载充电机等核心零部件亦需随之全系重新选型。

车载 OBC双向化、集成化、高功率趋势

双向化：双向车载充电机具备向车载动力电池充电和由车载动力电池向外部放电的功能，能够为用户拓展应用场景，进一步提升用户的使用体验。具体来看：1）V2G：向电网方面传输电能，实现动力电池储能系统与电网间的能量双向流动；2）V2H：作为大型充电宝，向家用电器供电，便于用户出行野炊使用等；3）V2V：新能源车与新能源车之间传输电能，实现能量的双向流动，便于用户应对特殊情景。同时，双向化需要将充电与放电功能模块集成到一个电力电子变换器中，可实现电力电子器变换器的高效利用与高功率密度集成，将有效降低产品成本与体积。双向化趋势可以丰富车载 OBC 的应用场景，同时亦可达到高度集成提升产品效率的目的，我们判断双向化预计将是车载 OBC 重要的演进方向。

集成化：核心零部件的集成化设计可减少占用空间和质量，实现轻量化和小型化，在性能提升的同时降低成本。当下行业主流是将 DC/DC 变换器、车载充电机、高压接线盒三者其中两者及以上进行集成，并称之为“二合一”或“三合一”；同时也有深度集成的产品，代表案例是比亚迪“八合一系统”：将驱动电机、电机控制器、减速器、车载充电器、直流变换器、配电箱、整车控制器、电池管理器八大部件，可实现软、硬件端云深度融合。

高功率：当下乘用车大多配套 3.3KW、6.6KW 车载充电机，伴随着新能源车续航里程的持续提升以及电池容量不断扩充，传统 3.3KW、6.6KW 车载充电机功率已不能满足当下电动汽车的充电需求，800V 高压系统趋势下，控安汽车研究院预计：车载充电机有望向22KW 等高压大功率方向发展。整体看，我们认为车载充电机未来预计或将会向功率等级提升、更高的集成化以及双向化方向演进，单车价值量亦或将随之显著增长。