行业点评报告：电动汽车无线充电产业化进程加速

电力设备 2023年12月25日 ——行业点评报告 投资评级：看好（维持） 殷晟路（分析师）yinshenglu@kysec.cn证书编号：S0790522080001 王嘉懿（联系人）wangjiayi@kysec.cn证书编号：S0790123070003 电动汽车无线充电系统需要地面发射端和车载接收端两套硬件 无线充电（WPT，Wireless PowerTransfer）是电动汽车的新型补能方式。电动汽车无线充电系统分为地面发射端和车载接收端两部分，基本原理是电磁感应，发射线圈与接收线圈耦合，隔空传输电能。具体而言，无线充电系统需要两套硬件。一是铺设于地面的磁场发射装置，需要埋电线与地面控制总成（形状类似壁挂式充电盒）相连；二是安装在汽车底盘的磁场接收装置，用以捕捉磁场，传输电能。 无线充电与自动驾驶场景高度匹配，需具备FOD、LOD等多项辅助功能 与传统充电桩相比，无线充电方式优势在于可以省去人工插拔充电枪的环节，流畅无感地完成充电过程，更好地适配自动驾驶、自动泊车等场景。但无线充电方式的充电功率较低，大多为3、7、11kW功率等级，与有线充电方式下，交流慢充桩的充电功率类似，而直流快充桩单枪峰值功率能达到120、250kW甚至更高。此外，出于安全、便利的考虑，无线充电系统需具备异物检测、活物检测、引导对齐等多项辅助功能，需要研发相关技术，带来额外成本。 相关研究报告 《“红海事件”带来能源供应短缺担忧，推荐欧洲光储板块—行业点评报告》-2023.12.23 （1）异物检测（FOD，Foreign Object Detection）：如果发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，即使是曲别针、硬币、铁钉等小物件，都将会由于涡流效应发热升温，引起起火风险。因此无线充电系统需具备异物检测功能，当检测到有温升或燃火物体在传能区域内，应采取停机或降低功率传输的措施。 《千帆竞发，行业信心与业绩共振—行业投资策略》-2023.12.21 《新型电力系统加速建设，海外市场需求持续高增—电力设备2024年度投资策略》-2023.12.18 （2）活物检测（LOD，LivingObject Detection）：避免由于人或猫、狗等动物误入充电区域而引起安全风险。 （3）引导对齐（PD，Position Detection）：引导车辆停在可充电区域，并检测车载线圈和地面线圈的相对位置，使车辆停在合适的充电范围内，提高充电的便利性及效率。 具体而言，车载端控制器需具有通讯、检测、定位等功能，地面端控制器需具有定位、异物检测、活物检测等功能。一般可通过电容传感器、红外LED、光电二极管检测器甚至激光雷达来检测充电区域内的异物，并在检测到异物时停止充电。 电动汽车无线充电产业化进程加速，特斯拉、华为、小米等纷纷入局 2023年以来无线充电产业化进程加速。一汽、东风陆续推出支持动力电池无线充电的概念车型；3月智己正式落地旗下首个11kW整车智能无线充电方案；6月蔚来参投无线充电芯片商易冲科技；12月特斯拉首席设计师在关于Cybertruck的视频采访中证实其正在开发无线充电技术。此外，2022-2023年华为、小米、极氪等均加大对电动汽车无线充电相关的专利布局。 受益标的 已获得多个主机厂项目定点的威迈斯；自主研发无线充电系统的安洁科技；产品已于红旗E-HS9实现装车的万安科技。 风险提示：无线充电系统实际应用进展不及预期。 目录 1、无线充电系统由两套硬件组成且需具备FOD、LOD等功能...............................................................................................31.1、电动汽车无线充电系统需要地面发射端和车载接收端两套硬件..............................................................................31.2、电动汽车无线充电系统需具备异物检测、活物检测等辅助功能..............................................................................32、无线充电能更好地适配自动驾驶场景，但充电功率较低.....................................................................................................43、目前无线充电系统成本较高，未来应用还需考虑兼容问题.................................................................................................44、无线充电产业化进程加速，特斯拉、华为、小米等入局.....................................................................................................55、受益标的....................................................................................................................................................................................76、风险提示....................................................................................................................................................................................8 图表目录 图1：电动汽车无线充电系统由地面发射端和车载接收端两套硬件组成................................................................................3图2：无线充电系统需具备异物检测、活物检测、引导对齐等多项辅助功能........................................................................4图3：红旗E-HS9选装动力电池无线充电系统需额外花费3.6万元........................................................................................5图4：安洁科技拥有新能源汽车无线充电系统产品....................................................................................................................8 表1：各公司无线充电系统功率等级主要在3~11kW区间........................................................................................................4表2：2017-2021年推出动力电池无线充电的概念车型较多，实现量产销售的较少..............................................................5表3：华为、小米、极氪、一汽、长城、比亚迪等主机厂均加大对电动汽车无线充电相关的专利布局（截至2023.12.23） 1、无线充电系统由两套硬件组成且需具备FOD、LOD等功能 1.1、电动汽车无线充电系统需要地面发射端和车载接收端两套硬件 无线充电（WPT，Wireless Power Transfer）是电动汽车的新型补能方式。电动汽车无线充电系统分为地面发射端和车载接收端两部分，基本原理是电磁感应，发射线圈与接收线圈耦合，隔空传输电能。 具体而言，无线充电系统需要两套硬件。一是铺设于地面的磁场发射装置，需要埋电线与地面控制总成（形状类似壁挂式充电盒）相连；二是安装在汽车底盘的磁场接收装置，用以捕捉磁场，传输电能。 1.2、电动汽车无线充电系统需具备异物检测、活物检测等辅助功能 出于安全、便利的考虑，无线充电系统需具备异物检测、活物检测、引导对齐等多项辅助功能，需要研发相关技术，带来额外成本。 （1）异物检测（FOD，Foreign Object Detection）：如果发射线圈与接收线圈之间存在金属异物，即使是曲别针、硬币、铁钉等小物件，都将会由于涡流效应发热升温，引起起火风险。因此无线充电系统需具备异物检测功能，当检测到有温升或燃火物体在传能区域内，应采取停机或降低功率传输的措施。 （2）活物检测（LOD，Living Object Detection）：避免由于人或猫、狗等动物误入充电区域而引起安全风险。 （3）引导对齐（PD，Position Detection）：引导车辆停在可充电区域，并检测车载线圈和地面线圈的相对位置，使车辆停在合适的充电范围内，提高充电的便利性及效率。 具体而言，车载端控制器需具有通讯、检测、定位等功能，地面端控制器需具有定位、异物检测、活物检测等功能。一般可通过电容传感器、红外LED、光电二极管检测器甚至激光雷达来检测充电区域内的异物，并在检测到异物时停止充电。 资料来源：能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会《中国电动汽车充电设施技术发展白皮书之二：无线充电》 2、无线充电能更好地适配自动驾驶场景，但充电功率较低 与传统充电桩相比，无线充电方式优势在于可以省去人工插拔充电枪的环节，流畅无感地完成充电过程，更好地适配自动驾驶、自动泊车等场景。但无线充电方式的充电功率较低，大多为3、7、11kW功率等级，与有线充电方式下，交流慢充桩的充电功率类似，而直流快充桩单枪峰值功率能达到120、250kW甚至更高。 目前（2023年12月），红旗E-HS9与智己L7均可选装无线充电系统，充电功率为11kW。 3、目前无线充电系统成本较高，未来应用还需考虑兼容问题 由于无线充电系统尚未大规模应用，且由两套具备通讯、检测、定位、异物检测和活物检测等功能的硬件设备组成，安装时还需额外的埋线成本，目前无线充电系统成本较高。 从购车成本来看，红旗E-HS9与智己L7的无线充电功能均为选装版本。红旗E-HS9各车型官网指导价为50.98万元至77.98万元不等，选装动力电池无线充电均需额外花费3.6万元。智己L7选装车端无线充电模组需额外花费0.6万元，但需要与无线充电桩配合使用，无线充电桩需要另行购买，统一售价18999元，抵扣购车赠送的7kW有线充电桩权益后，实际需支付12000元。 由于地面端设备和车载端设备可能由不同的设备厂家生产（尤其是在公共充电场景），且车辆的功率等级和离地间隙各有不同，无线充电系统设计还需考虑硬件结构兼容、系统参数兼容、软件架构兼容、通信流程兼容等因素，需要统一规范标准。 4、无线充电产业化进程加速，特斯拉、华为、小米等入局 经过前期技术沉淀，2017-2021年，各主机厂积极推出支持动力电池无线充电的概念车型，但大部分并未实现量产销售。 资料来源：能源行业电动汽车充电设施标准化技术委员会《中国电动汽车充电设施技术发展白皮书之二：无线充电》、红旗官网、充电头网、汽车之家、新能源汽车XNYAUTO等、开源证券研究所 2023年以来电动汽车无线充电产业化进程加速。 一汽、东风陆续