【国君电新】集成化大势所趋,高压化破冰起航——车载电源行业系列报告之一

作者：国泰君安电新团队石岩/庞钧文/牟俊宇 来源：具体请见2023年8月13日报告《集成化大势所趋，高压化破冰起航——车载电源行业系列报告之一》。PDF版报告全文欢迎联系对口销售或团队成员获取。 报告导读 车载电源行业正在面临产品集成化、高压化、第三代半导体应用以及多功能化等四大发展趋势，看好产品力领先的第三方头部国内车载电源企业的增长潜力。 摘要 投资建议：我们认为，近年来中国新能源品牌强势崛起助力国内车载电源企业竞争力提升，随着部分一体化主机厂逐步开放供应链，在产品集成化、高压化、第三代半导体应用以及多功能化等四大发展趋势上具有行业经验、资源优势、成本优势的第三方头部国内车载电源企业市场份额有望逐步扩大，看好龙头车载电源行业企业，受益标的：欣锐科技、英搏尔等。 受益新能源车行业发展，车载电源市场空间广阔。车载电源是新能源汽车电源中的车载充电机和车载DC/DC变换器等产品，用于实现对新能源车动力电池充电并为整车设备提供电压变换的配电方案，一辆新能源汽车一般标配一套车载电源，2022年，全球新能源汽车市场销量大幅上升至1052万辆，同比增长55.4%，带动车载电源行业高速增长。我们预计到，2025年中国和全球车载电源产品市场规模分别能达到305亿元和501亿元，复合增速分别为22.73%和24.12%。 第三方占主导地位，国产自主品牌崛起。目前车载电源行业主要参与者分为主机厂、汽车零部件Tier1供应商和第三方供应商三类。根据NETimes数据，2020-2022年新能源汽车乘用车车载充电机第三方供应商市占率分别为49.6%、53.8%、50.7%，持续主导乘用车OBC市场。随着部分一体化主机厂逐步开放供应链、新能源汽车造车新势力崛起和外资整车厂在国内市场布局，具有行业经验、资源优势、成本优势的国内第三方车载电源企业将持续迎来发展机遇。 技术前景明朗，四大趋势驱动行业降本增效。新能源汽车作为新兴产业，市场规模和渗透率均处于快速提升阶段，整车和核心零部件的创新升级也在持续进行。在汽车轻量化、快充等需求驱动下，车载电源企业在产品集成化、高压化、第三代半导体应用以及多功能化等技术领域不断突破，推动车载电源产品升级迭代实现降本增效。 风险提示：新能源汽车销量不及预期，原材料价格剧烈波动。 1.车载电源：电动车的电能转换中介 车载电源一般指的是新能源汽车电源中的车载充电机和车载DC/DC变换器等产品，用于实现对新能源车动力电池充电并为整车设备提供电压变换的配电方案。燃油车以石油产品作为能源，通过内燃机产生动力；新能源汽车则通过车载电源对动力电池进行充电作为动力来源，由电驱系统驱动行进。其中，新能源汽车的电源产品主要指车载充电机（OBC）和车载DC/DC变换器等，电驱系统产品主要指电机控制器、驱动电机和减速器。纯电动汽车、插电式混合动力汽车（含增程式）、燃料电池汽车均需要配置车载电源产品，一辆新能源汽车一般标配一套车载电源。 需求展望：预计 亿元 2.2025年全球车载电源市场空间将达501 全球新能源汽车市场持续增长，市场空间广阔。根据EVSales数据，2020-2022年期间，全球新能源汽车销量分别为324、677和1052万辆。2020年在经济增长放缓的大背景下，全球新能源汽车销量依然实现了逆势增长，同比增长42.7%。2022年，全球新能源汽车市场销量大幅上升至1052万辆，同比增长55.4%。 中国新能源车市场高速增长，渗透率达27.0%。根据中汽协数据，2023年1-4月，尽管受宏观经济、碳酸锂价格波动和燃油车价格战影响，但伴随新能源汽车下乡落地、“双积分”政策对整车厂的持续激励、主流整车厂推出优质车型等积极因素影响，中国新能源汽车销量仍达222.2万辆，逆势同增43.50%。受益于新能源汽车市场规模的快速增加，我国新能源汽车渗透率提升尤为明显，2023年1-4月，我国新能源汽车渗透率达27.0%。 受益新能源车行业发展，车载电源市场空间广阔。作为新能源汽车的核心部件，车载充电机、车载DC/DC变换器等车载电源产品以及电机控制器、驱动电机、减速机等电驱系统产品，直接受益于新能源汽车市场的快速扩容。基于整车配备交流充电装置是新能源汽车的行业惯例考虑，假设2022年车载电源集成产品单价2400元/ 台，且之后每年有2%的年降测算，预计到2025年中国和全球车载电源产品市场规模分别能达到305亿元和501亿元，复合增速分别为22.73%和24.12%。 3.供给展望：第三方占主导地位，国产自主品牌崛起 3.1行业份额相对集中，第三方占据主导地位 目前车载电源行业主要参与者分为主机厂、汽车零部件Tier1供应商和第三方供应商三类。车载电源自制的新能源汽车主机厂主要为比亚迪、特斯拉，整车厂从事新能源汽车业务较早，形成垂直一体化的供应链模式。传统燃油汽车零部件Tier1供应商主要为法雷奥、科世达等，正开发产品积极进入新能源汽车车载电源领域。第三方供应商原先主要是电力电子领域厂商，凭借在电力电子领域的技术积累和其它应用领域的市场经验，逐步转型进入车载电源领域，包括威迈斯、欣锐科技等。 新能源汽车乘用车车载充电机市场较为集中，以第三方供应商为主。根据NETimes数据，2020-2022年新能源汽车乘用车车载充电机OBC（含集成产品中的车载充电机OBC）CR3由43.2%提升至57.7%，CR10由87.8%提升至93.6%，竞争格局相对集中。第三方供应商2020、2021、2022年市占率分别为49.6%、53.8%、50.7%，持续主导乘用车OBC市场。近年来，比亚迪、特斯拉等一体化主机厂凭借技术创新、品牌积累以及新车型的推出，其新能源汽车销量快速增长，对第三方供应商的份额产生了一定的“挤占”效应。但随着部分一体化主机厂逐步开放供应链、造车新势力崛起和外资整车厂在国内市场布局，具有行业经验、资源优势、成本优势的国内第三方车载电源企业将持续迎来发展机遇。目前看，国内第三方供应商头部企业以威迈斯、英博尔、富特科技和欣锐科技位居前列。 3.2自主品牌强势崛起助力国内车载电源企业提升竞争力 中国新能源车市场已占据全球主要份额。2022年，中国新能源汽车销量占全球份额62.6%，相较2021年份额提升10.4pct；而同时期整车销量在全球份额占比为 33.5%，相较2021年份额仅提升1.0pct；中国新能源市场销量份额、增速和渗透率均领先全球。 新能源车时代国内企业产品力提升，助力国产车载电源企业竞争力提升。以燃油车时代国内汽车市场为例（2015年），国内汽车销量品牌前十榜单中前五品牌均为外资或合资车企品牌，国内自主品牌仅占3席，竞争力不足；而对比2023年1-4月中国新能源车领域排名前十中自主品牌占据9席，CR10中自主品牌市场份额已达70.0%，其中比亚迪稳居新能源车市场销量冠军宝座，遥遥领先特斯拉等外资车企。随着我国新能源汽车行业的迅速发展和自主品牌的强势崛起，汽车零部件行业已进入深度国产化替代时代，相应国内产业链将获得更多与新能源汽车整车厂商深度合作的机会，在技术水平积累、客户资源获取和价值链环节提升等方面均有望相较于外资/合资领衔的燃油车时代更具优势。我们认为，依托于国内电动车产业链优势，中国车载电源企业在国内乃至全球市场具备良好的竞争力，有望获得国内及海外市场更大的市场份额。 4.创新展望：技术前景明朗，四大趋势驱动行业前进 车载电源在产品集成化、高压化、第三代半导体应用以及多功能化等四大发展趋势上方向明确。新能源汽车作为新兴产业，市场规模和渗透率均处于快速提升阶段，整车和核心零部件的创新升级也在持续进行。目前来，作为新能源汽车的核心部件，车载电源正面临产品集成化、高压化、第三代半导体应用以及多功能化等四大发展趋势，推动行业和产品升级迭代。 4.1响应汽车轻量化，车载电源集成化发展 随着新能源汽车在汽车轻量化和优化空间布局等指标上要求越来越高，车载电源集成产品逐步成为车载电源系统的主流产品。车载电源、电驱系统产品是新能源汽车的核心部件，也是新能源汽车轻量化、降成本的重要载体。新能源汽车核心零部件的集成化能够在产品生产、整车制造以及售后、整车性能等多个方面带来较多明显的技术优势，具体来看： 1）核心零部件的集成化，通过复用部分电路，减少了功率器件、接插件、线束以及壳体等材料的使用，从而有效减小体积、减轻重量、降低成本； 2）随着芯片技术的发展，芯片功能越趋强大，可支持采用同一个控制芯片控制多个功能部件，在此背景下，集成化产品可以通过减少所需要的控制芯片数量降低芯片物料成本； 3）产品集成方案有利于避免软件重复开发，同时在统一的软件架构下可支持多方联合开发，提高开发效率、缩短开发周期、降低开发成本；4）核心零部件的集成化，有利于减少整车生产过程中需要总装的零件数量，降低整车生产层面管理的复杂度，提高总装的可制造性、整车生产效率以及整车性能稳定性； 5）核心零部件的集成化，有利于有效减少整车零部件数量，从而降低售后服务压力，提升售后服务水平； 6）核心零部件的集成化，有利于优化汽车内部的空间布局和有效利用空间，提升乘坐舒适性与储物便利性。 具体到车载电源集成产品上，行业内实现功率级整合产业化的车载电源集成化厂商较少。 根据新能源汽车车载电源和电驱系统产品的集成度的不同，可分为独立式产品、共用壳体和冷却流道、控制级整合、功率级整合等四个阶段。目前，行业中车载电源、电驱系统已形成各自的集成产品并实现了规模化的量产销售，在此基础上行业厂商也积极推出“电驱+电源”的电驱多合一总成产品。但由于功率级整合是在拓扑电路层面复用车载充电机和车载DC/DC变换器的部分功率器件和磁性器件，技术难度较大，行业内具备功率级整合技术并实现产业化的厂商较少，多数厂商在产业化方面仅实现共用壳体和冷却流道以及控制级的第二、第三阶段的集成。 4.2高压化趋势明确，800V赛道成布局重点 车载电源高压化逐渐成为解决动力电池充电慢问题的核心方案。根据动力电池补能的充电功率（kW）=电压（V）*电流（A）。在现有常规400V充电电压下，若直接提升车载电源的充电功率，则需要提升充电电流，散热管理难度大幅提升，整车的高压线束、PDU等部件需更换为通流能力大的产品，使得整车重量和成本增加。相较于常规400V充电系统，在同等功率的情况下，800V电压平台可以降低50%的电流，从而显著减少整车线束等零部件重量及成本和提升驱动效率。当前800V高压快充尚处于早期布局阶段，但随着新能源车企和产业链协同配合，其将迅速成为新能源汽车的主流补能方式。相关产业趋势已经明确，预计未来3-5年可实现大规模普及。 4.3配套车载系统性能提升，第三代半导体成行业趋势 在车载电源和电驱系统产品领域，碳化硅功率器件取代传统硅基功率器件已成为行业发展趋势。第三代半导体材料是指以SiC、GaN为代表的宽禁带半导体材料。其中SiC适用的电压范围是650V-3.3KV，适用于开关频率从中到高的大功率应用。新能源汽车由400V系统升级到800V高压系统后，对应的功率器件耐压水平需要从650V提升至1200V。SiC功率器件在导通电阻、阻断电压和结电容方面显著优于传统Si功率器件，更适用于高压高频的应用场景，或成为新能源汽车高压系统的最优选择。 车载OBC使用SiC功率器件，从而取代Si基功率器件，具备性能优势和全生命周期降本优势。800V架构需要将功率器件额定电压从650V转变为1200V，对应OBC产品功率从3.3/6.6kW提升至11/22kW。Wolfspeed通过对比11kW纯SiC功率器件和Si/SiC功率器件混合的两种单向OBC拓扑结构后发现，全SiC拓扑结构的OBC成本节约10%，功率密度提升约50%，OBC效率提升约2pct，全生命周期（系统成本节约+运营节约+二氧化碳节约）带来了成本节约。 4.4多功能需求强烈，V2X分布式储能带来全新体验 车载电源产品功能多样化，重点发挥新能源汽车作