4C快充产业链专题

中泰证券研究所专业｜领先｜深度｜诚信 ｜证券研究报告｜ 4C快充产业链专题 2023.11.19 分析师：曾彪执业证书编号：S0740522020001Email：zengbiao@zts.com.cn分析师：朱柏睿执业证书编号：S0740522080002Email：zhubr@zts.com.cn 1 1 录 N TE 所 目 CONTENTSO 中泰 4C快充概况 ｜领先｜深度 电池充放电倍率：C表示放电快慢的一种量度，如1C、2C、4C、0.2C是电池放电速率。C也表示电池充放电能力倍率，1C表示电池一小时完全充放电时电流强度。所用的容量1小时充放电完毕，称为1C放电；半小时充放电完毕，称为2C；15分钟充放电完毕，称为4C；5小时充放电完毕，则称为1/5=0.2C放电。 提升快充倍率的途径：参考公式P=UI，充电功率P想要更高，需要提高电压U，或者提高电流I 特斯拉选择了“高电流”路线，但没有引领行业普及：“高电流”有极高的散热压力。通过焦耳定律Q=I²Rt，电流I提升1倍，热量Q提升4倍，散热压力成倍增加，能量损失严重，电能转化效率低；也可能导致电机中的永磁体退磁。 图表1：锂电池容量、电流和倍率的关系图表2：快充功率和时间 额定容量/标称容量 放电电流 放电倍率 250mA·h 0.2C或C/5 50mA 5A·h 0.1C或C/10 0.5A 24A·h 2C 48A 24A·h 0.5C 12A 100A·h 0.2C 20A 当前 250 未来 400 最大充电功率(kW 30-80 电压(V) 电流(A) 资料来源：SMM，NE时代新能源，中泰证券研究所 800V快充的优势： 1）250A充电电流下，800V可以支撑2C以上充电倍率；500A充电电流下，800V可以支撑5C以上超充（特斯拉V3超充电流600A）。 2）在电压翻倍、充电功率不翻倍的情况下，充电电流变小，线束变细；串联增加，并联减少，线束减少，节约线束成本。 3）高电压路线支持更长时间快充、不受散热问题限制（不需直径更大的线缆、更大通流能力的直流接触器、直流保险、PDU等）。华为智能电动总裁分享华为的研究发现：采用了800V高压模式的快充支30%-80%SOC最大功率充电，而低压大电流模式仅能在10%-20%SOC进行最大功率充电，在其他区间充电功率下降的非常迅速。 综上，相较于大电流路线，高电压路线受到欧洲与国内更多车企的青睐。 图表3：800V可支持4C快充图表4：800V可以有效降低线束用量 资料来源：电动新视界，NE时代新能源，中泰证券研究所 目前被国际上广泛接受的电动汽车直流充电技术有3种系统、4种接口：日本CHAdeMO，国标GB/T，欧美CCS，美国的 CCS1和欧洲CCS2接口。 1）中日联合的下一代充电标准正在统一亚洲的标准，日标CHAdeMO和国标GB/T最大充电功率从400kW（400A，1000V）和250kW（250A， 1000V）共同向900kW（600A，1500V）迈进，从而分别进入CHAdeMO3.0版本和ChaoJi充电标准时代。 2）欧标和美标CCS的快充最大功率分别从200kW（200A，1000V）、120kW（200A，600V）向460kW（500A，920V）发展。 总体来看，无论是Chaoji\CHAdemo还是CCS，都已树立450kW以上的充电功率目标，并且对应的充电电压在1000V左右或以上。 图表5：国内Chaoji充电标准图表6：海外快充标准 据盖世汽车网站和各车企官网的不完全统计，目前已经推出800V快充车型的企业超过20家，4C快充普及进度加快。 图表7：全球部分车企推出的高压快充车型 已量产2022年推出规划中(2023年后) 企业 代表产品 电压V 绩航km 充电表现 企业 代表产品 电压V 续航km 充电表现 企业 代表产品 电压V 充电表现 量产时间 Prius 650 / / E平台3.0 800 / 5min@150km Macan 800 / 2023年 Taycan 800 500 15min@80% 480kW桩VPlus 800 / 5min@200km 高压平台超充技术 800 10min@400km 2023年 极狐αS 750 708 10min@197km G9（量产）480kW桩 800 / 5min@200km 悍马EV 800 10min@161km 2023年 loniq5 800 500 Smin@100km LucidAir 900 643 1min@32km A6e-tron 800 10min@300km 2023年 EV6 800 528(WLTP) 18min@80% 沙龙机甲龙 800 802 10min@800km 某EV 800 / 2023年 汉EVE平台2.0 569.6 550 25min@80% Eletre（已上市） 800 517(WLTP)600(WLTP) 20min@80% 零跑 800 / 2024年Q4 唐EVE平台1.0 613 505 390min@80% 阿维塔11 （已上市） 750 600 15min@80% 某EV 800 / 2025年 Trinity 800 / 2026年 企业 电池产品 产品详情 配套车型 宁德时代 4C麒麟电池 2022年6月发布CTP3.0麒麟电池，支持5min快速热启动及10min从10%-80%SOC，具备4C快充能力。 极氪009、极氪001、新款哪吒S 5C麒麟电池 理想汽车与宁德时代基于麒麟架构对锂离子电池的微观传输速率进行了系统性提升，并拓宽了电池的过流能力边界，实现了电池充电倍率从4C跨越到5C。 理想MEGA 神行超充电池 全球收款磷酸铁锂4C超充电池，实现“充电10分钟，续航400公里”，突破低温限制，做到全温域快充，且续航里程达700公里以上。 阿维塔、长安、奇瑞、极氪以及哪吒等 中创新航 4C方形电池 基于800V高压平台研制的全新一代铁锂电池和中镍高压三元锂电池，直充峰值功率高达280kV，10%-80%补能快至19min，实现充电10min，续航300km。 小鹏G9 “顶流”电池 大圆柱电池，电芯能量密度高达280kW，10%-80%补能快至19min，实现充电10分钟，续航300km。 / 孚能科技 3C快充电池 快充15分钟续航450km 广汽埃安昊铂GT SPS动力电池解决方案 支持800V平台和4C快充，充电10分钟续航400公里。 巨湾技研 3CXFC极速电池 2021年9月，巨湾技研研发并量产的XFC极速电池，充电倍率达到3C。 广汽埃安AION70 V Plus 6C三元SFC极速电池 6C充电倍率的三元XFC极速电池，实现8分钟充电0-80%SOC，5分钟充电30-80%SOC的极速快充。 广汽埃安AION70极速快充版 V Plus 凤凰电池 采用XFC极速电池技术，在300-1000伏整车电压平台范围内均可实现XFC极速充电，实现了最高8C极速充电，支持6分钟0-80%SOC。 明年底装车配套 蜂巢能源 龙鳞甲电池 龙麟甲电池可兼容铁锂、三元、无钴等全化学体系方案，续航里程最高可达1000+KM，覆盖1.6C-6C快充体系。 搭载车型预计Q4量产 亿纬锂能 π电池系统 大图柱电池π系统支持9分钟快充，通过π型冷却技术，解决快充发热问题。 / 国轩高科 L600启晨电芯 采用了磷酸锰铁锂技术路线，容量为233Ah，可以实现240Wh/kg的质量能量密度，做到18分钟快充。 / 欣旺达 超充电池SFC480 2022年9月，4C超级快充技术，最大充电功率达480kW，实现充电5分钟续航200km，充电10分钟续航400km。 / 闪充电池 2023年4月，欣旺达发布“闪充电池”，该款动力电池支持电动汽车续航1000公里，10分钟可从20%充至80%SOC。 / 宁德时代：22年推出的麒麟电池可以实现三元电池4C 快充；23年推出神行4C铁锂快充； 孚能科技：其最新动力产品目前已经配套昊铂GT，15分钟快充补能可以续航450公里；同时，公司针对半固态电池产品，将推出2.4C、3C和4C三种倍率快充电芯； 蜂巢能源：推出的龙鳞甲电池，作为公司全新一代高安全动力电池系统化解决方案，可兼容铁锂、三元、无钴等全化学体系方案，覆盖1.6C-6C快充体系； 欣旺达：23年4月，发布“闪充电池”，支持电动汽车续 航1000公里，10分钟可从20%充至80%SOC； 中创新航：在800V高压快充领域，布局了方形和极速超充大圆柱两条路线。其方形产品支持4C快充，大圆柱支持6C快充； 亿纬锂能：开发的46系列大圆柱电池中的4695能量密度可 达350Wh/kg，能够支持9分钟超快充。 图表8：国内主流电池厂推出的4C电池 图表9：部分宣布搭载神行电池的车企和车型 合作品牌 车型 尺寸 续航 电池规格 平台 预计上市时间 预估售价/指导价 图示 极氪 极氪009ME版 中大型MPV5209/2024/1848mm轴距3200-3400mm CLTC续航里程822km 电池包：140kWh，能量密度193Wh/kg；电芯：650Wh， 能量密度~285Wh/kg 400V （2P108S） 已上市2023年4月17日交付 58.8w 极氪001WE版100kWh 中大型车4970/1999/1560mm轴距2980mm CLTC续航里程1032km 140kWh 400V 已上市2023年6月1日交付 30w+10.3w（选装麒麟） 极氪001FR 中大型车4970/1999/1560mm高性能，零百加速2.07秒 15分钟@10%-80% 100kWh4C快充 800V 2023年10月27日上市 >100w 理想汽车 理想MEGA 中大型MPV5300-5400/2000/1800mm轴距3200-3400mm 充电功率500kw12分钟@500公里 5C快充麒麟电池 800V 2023年12月发布 2023年1月展出2023年2月交付 >50w 合众 哪吒S 中大型轿车4980/1980/1450mm轴距2980mm CLTC续航里程1075km5分钟@200公里 117.04kWh~199Wh/kg 4C快充 800V 2023年6月发布 合作公司 车型/品牌 备注 阿维塔 阿维塔 2023年8月16日，宁德时代新品发布会后阿维塔宣布将成为首批搭载宁德时代神行超充电池的新能源汽车品牌 合众 哪吒汽车 2023年10月7日，双方签署深化战略合作协议，根据协议， 宁德时代未来将持续为哪吒汽车的市场业务提供支持，包括新项目及新技术合作、神行电池供应 奇瑞集团 星途星纪元 2023年10月16日，奇瑞集团与宁德时代共同宣布，神行超充电池落地奇瑞星途星纪元 北汽新能源 极狐 2023年10月17日，双方联合召开神行超充电池合作启动会，宣布极狐将配套搭载神行超充电池 2 录 N TE 所 目 CONTENTSO 中泰 4C快充对材料端升级 ｜领先｜深度 石墨为典型的层状结构。a轴方向每个碳原子分别与另外3个碳原子相连，单层碳原子在二维平面内以sp2杂化轨道组成的六元角环形呈蜂窝状石墨烯结构，层面上原子间距小，结合力较强。石墨烯沿着c轴方向，层与层垂直交错叠起，形成多层晶体，层间距为0.335nm，层间通过结合力较弱的范德华力连接。即石墨层内的碳之间存在C—C键,层间为π键，呈各向异性。 石墨具有良好的层状结构和适宜的层间距，有利于锂离子在其层间的嵌入–脱出。锂离子嵌入石墨层中的反应是逐步完成的，在整个过 程中会出现相变及“阶”等现象，如右下图，阶的数值与锂离子插入的层数有关，按照石墨所有层间皆插入锂离子的形式称为一阶嵌锂层间化合物，那么每隔n−1层称为n阶嵌锂层间化合物。