思瀚产业研究院2025-05-04 17:39 广东
1、高压快充产业链
上游：充电桩设备零部件、高压快充材料以及相关零部件等；
中游：直流充电桩、快充动力电池、高电压平台等；
下游：应用于新能源汽车充电。
高压快充产业链
2、高压快充促进桩端和车端核心部件升级
高压快充是一个高度复杂的系统性工程，从电动车三电到充电桩到电网层面需要进行系统性升级，而系统性升级对桩端和车端都提出了更高的要求，相关材料体系和核心部件的替换升级将带来整体价值增量。
（一）直流充电桩：大功率+液冷
在充电桩端，主要体现在对大功率充电模块的需求增加以及对大功率充电时的热管理要求更高。从直流充电桩的成本结构来看，充电模块是充电桩的核心部件，承载着将电网交流电（AC）转换为电动汽车所需直流电（DC）的核心功能，并实现电压、电流的精准调控。作为充电桩的“心脏”，充电模块的成本占比 41%；其次，充电枪、线是充电桩的重要部件，占比 21%。外壳、主控板、接触器、继电器、电表的占比分别为14%、7%、2%、2%、1%。
（1）大功率充电模块
高压快充需要搭配大功率直流充电桩，大功率直流充电桩需要配置更大功率的充电模块。随着充电桩的充电功率不断提高，促进充电模块的主流功率从15kW-30kW上升至20kW-40kW。当前，40kW 的充电模块凭借高性价比和成熟技术占据了2024 年市场的主导地位。未来随着 240kW/360kW/480kW 甚至更大功率的充电桩逐步实现出货，对60kW-75kW及以上更大功率充电模块的需求有望加快增长。
（2）充电桩液冷系统
大功率直流充电对充电桩的热管理要求更高。传统风冷一体化充电桩存在故障率高、功率利用率低、效率低、噪声大等问题。目前行业内已推出全新的全液冷超充解决方案，主机系统、功率模块、充电终端全链路采用液冷散热技术。
对比传统的风冷散热充电模块，液冷充电模块是全封闭设计，有效隔绝灰尘、易燃易爆气体，防护性高，因而可靠性远远高于风冷散热，成本较风冷高 30%-50%。另外，液冷散热也应用在充电枪以及充电线缆上，通过在充电枪及电缆内部增加冷却液管道，达到较好散热效果。综合而言，高压快充的推广将带来充电桩核心部件充电模块、充电枪+线等升级适配。
未来大功率液冷充电模块、液冷充电枪的需求有望快速增长。同时，液冷超充的技术壁垒较高，核心部件的升级将带来价值增量，具备相关技术储备的设备生产商将受益。
（二）车端：整车高压架构主要部件迭代升级
在车端，主要体现在对高压组件包括大三电（电池、电机、电控）和小三电（OBC、PDU、DC/DC）等提出了更高的要求，包括电池材料、功率半导体升级，以及高压组件耐高压、绝缘和电磁兼容性等属性，相关部件需要重新选型适配。
整车高压架构主要部件迭代升级主要体现在三个方面：
（1）SiC 功率器件替代 IGBT 趋势
高压平台车型普遍采用 SiC 功率器件。高压快充的电压系统要求相关功率器件降低损耗提高效率，对功率半导体要求严苛，因而带动功率器件替换升级。其中最重要的趋势是，大三电小三电中电控逆变器、OBC、DC/DC 由 SiC 器件替换IGBT，主要系由于电动车高压化趋势在集成化和稳定性上对电源类产品的性能提出更高要求。
相比IGBT，SiC器件体积更小、频率更高、开关损耗更小、转化效率更高，可以提升电驱动系统在高压、高温环境下运行的稳定性、安全性、可靠性，是高压快充平台车型功率器件的首选。同时SiC 器件的成本较高，约为 IGBT 的 5-6 倍，目前国产化率较低。
（2）高压系统零部件安全性能升级
高压快充会导致整车高功率密度提升，运转负荷更大，对绝缘、电磁兼容性以及热管理的要求提升，因而整车高压系统零部件在性能和安全方面需要升级。相关部件包括高压连接器、高压直流继电器、薄膜电容、熔断器、数字隔离芯片等在数量和性能上都有提升需求。
（3）电池材料体系迭代升级
快充电池对电池材料体系提出了更高的要求，其中电池的快充性能主要取决于负极材料，硅基负极是一个新的发展方向。一方面，硅基负极的高倍率性能好于石墨材料，石墨材料的层状结构限制了锂电池的快充应用，而硅材料能够从各个方向为锂离子提供嵌入和脱出的通道，使得其快充性能优异。
另一方面是负极材料的析锂问题，由于石墨材料对锂电位过低，致使在快充过程中可能会存在负极锂枝晶析出刺穿隔膜而引起电池内短路的发生。而硅基负极对锂电位高于传统石墨负极，能够有效改善负极的析锂问题。此外，碳纳米管尤其是单壁碳纳米管是最契合硅基负极的导电剂，对于电池的倍率性能提升效果显著。
