2013年,是智能手机快充元年,而2023是智能EV快充元年。为什么这样说呢? 复盘智能手机的发展,2013 年高通 推出 Quick Charge1.0,将手机充电速度提升 40%,解锁手机快充体验,随后 OPPO(VOOC)、 华为(FCP/SCP)、魅族(Super mCharge)均相继推出快充方案,助力智能手机持续渗透。 与智能手机快充类似,新能源汽车快充也是一个高速发展的领域。目前已有超过25款800V快充车型发布,一些车型可在短短的10分钟内将电池补充至5-80%,极大提高了用户的使用体验。 根据市场趋势,新能源汽车有望复刻智能手机的发展路径,其中快充技术将扮演着重要角色,成为新能源汽车发展的催化剂。对商家而言,快充技术的应用将成为未来汽车行业的重要领域,而快充应用的落地需自下而上打通“网-桩-车”三端,为快充体验的兑现扫清障碍,在这快充建设中,继电器产业大有可为。 电网端:快充应用或削谷填峰光储充或为破局方向 电动汽车市场的快速发展带来了许多便利和挑战,其中快充应用的重要性不言而喻。然而,目前快充应用在峰谷平衡和电网负荷方面仍面临一定的挑战。这也就是为什么特斯拉、宁德时代和华为等市场领导者都关注光储充的产业化方向,以寻求突破。 光储充的核心是将太阳能或风能转化为电能进行存储,用于充电,而不会对电网造成负荷增加的压力。这种技术的应用能够有效减少电力供给的不稳定性,避免因频繁放电带来的设备损耗等问题。 相比传统电网连接下的充电方式,光储充技术的应用节省了耗电成本,并降低了对电网负荷的影响。采用这种充电方式,住宅区、办公场所和商场等用电场景,在高充电同时率下也能够有效地规避负载超载风险。 作为“网-桩-车”金字塔的底座,电网端在增大峰谷差、填平谷底和加配电网负荷等方面起着重要的作用。由于光储充技术的应用场景的广泛性和灵活性,它已成为产业化进展的主要方向。 从继电器产业发展来看,光储能发展是利好继电器产业发展的。 在光储能中,继电器发挥着不小的作用,继电器可以实现对系统的自动控制。在光伏储能系统中,通过检测光伏电池板的电压、电流和功率等参数,自动充放电,在不同负载下自动切换。需要继电器精准控制,确保电池充电和放电行为符合要求。 此外,继电器在光伏储能系统的保护中起关键作用,保障电池安全和正常运行,避免过度放电和损坏,防止安全事故发生。 桩端:快充基建配套欠佳低压充电桩仍需升压改造 随着电动车的普及,快充技术越来越受到人们的关注。为了支持快充渗透率的提升,充电桩的端点应该着重于以下几方面: 首先,快充车桩的比例需要提高,目前快充车桩比例较低,与实现一车一桩的指引尚有差距。其次,快充充电桩的利用率偏低,需要优化分布结构和桩端利用率,以加快快充应用的落地。 在之前可能并没有充分意识到充电桩的服务能力的重要性,高倍率快充桩的服务效率有望超过传统加油站;同时,3C 高倍率充电桩将在25年左右大面积铺开,或者与车端800V车型的推广进程共振,共同加速快充技术的普及。存量500V低压充电桩需要进行升压改造,由于充电模块不需要更换,升级成本和难度较低,可能比车辆端率先突破升级节点。通过以上的改进措施,我们可以更好地支持快充充电技术的渗透率提高。为了更好地满足人们的充电需求,我们需要不断优化充电桩技术,推动电动车技术的不断发展。 我们秉持“木桶效应”的思维来看待快充的渗透, 车端的改造不仅体现在打造 800V 高压架构,电池端充电倍率仍需同步提升,以打通快充应用最后一公里,由此衍生出整车器件高压升级、电池材料体系焕新两类需求。而在这其中继电器就是众多需要升级的部分之一。 车端:局部高压向全域高压演进整车零部件全面升级 什么是800V高压架构呢? 整车电压平台提升至800V左右,而产生的整车电气架构叫做800V高压架构。 800V高压架构的实现形式有多种,但本质上可归为 3 类: 全域高压架构、局部高压架构、全域低压架构。使用800V 高压架构, 需解决两个问题: 800V高压架构如何适配部分 400V 车载部件; 800V 高压架构如何兼容 400V 充电桩,我们以不同架构应对两种问题的思路为线索,解读三种架构的定义和区别。 全域高压架构效率最高,局部高压架构形式灵活多变,全域低压架构升级成本最低。 在高压架构内部适配部分400V部件上,全域高压架构因电池、大小三电等所有高压部件均为800V,无需 DC/DC 在部件中进行转换, 整体架构的能量损耗少、效率高; 局部高压架构形式最为多样,仅电池为800V,其余部件可为800V或者400V,在适配400V部件时需使用DC/DC来降压, 因增加DC/DC,所以带来能量损耗(DC/DC转化效率无法达到100%); 全域低压架构中电池也为400V,使用2个400V低压电池组,充电时串联800V,放电时 并联400V,其余部件也均为400V,升级成本属三种架构中最低。 在高压架构兼容400V充电桩上,全域高压架构利用电机绕组和电机控制来实现升压功能, 而局部高压架构会额外增加用于升压的DC/DC,两种方案均会造成软磁合金用量的增加。 最近一项报告表示,全域高压架构可能成为演进终局,而局部高压架构只是为了迎合经济性考虑的过渡选择。这一结论可以从以下的原因得出: 首先,全域高压架构无冗余升压设备,它通过提高系统能量转化效率来提高整体性能。相反,局部高压架构需要额外的3个DC / DC设备,并且需要进行升压以兼容400V充电桩、800V高压配电盒PDU降压到400V的空调压缩机以及800V高压配电盒PDU降压到400V的PTC。因此,整车成本更高,而且并不适用于变革的趋势。 其次,全域高压架构需要最高的升级成本,其中大小三电升级是主要的增量成本。全域高压架构具有更优秀的整体性能和更高效的能量转化,尤其是在可持续发展和电动汽车方面,这将是未来不可忽视的趋势和前景。 在这其中,继电器因为需要做到耐压、载流容量升级,将会带来40%的价值增量。 继电器是一种用小电流控制大电流的开关,在电路中起到自动调节、转换电路、安全保护等作用。新能源车需要配置包括主继电器、预充继电器、快充继电器、普通充电继电器、辅助继电器 5 类继电器,根据车型及动力系统的不同,单车需配备5-8只高压直流继电器。 我们以单车6只为测算基础单价上,据宏发可转债募集说明书,预计新能源汽车用高压直流继电器未来单价为84元/只。 所以2013年,是智能手机快充元年,而2023是智能EV快充元年。快充乘风而上,辐射千亿市场,继电器大有可为!
