行业研究：快充桩蓄势待发，大功率快充渗透加速
新能源车充电桩按照充电方式可以分为直流充电桩和交流充电桩。其中，直流充电桩充电速度比较快， 俗称的“快充”。一般是安装在城市公共区域，高速路，公路旁的公共充电桩，这种充电桩通常固定安装在电动汽车外， 和交流电网连接，自带 AC/DC 充电模块将交流电转化为直流电给车载电池供电。
近年来全球公共快充桩保持较高增速，中国公共快充桩占比提升。根据 IEA 数据，2021 年全球 公共快充桩约569千台，同比增长 47.41%，其中中国的占比为 82.60%，相比 2020年增加 2.5pct；2021 年全球公共慢充桩约 1208 千台，同比增加 32.9%，其中中国的占比为 56.04%，相比 2020 年增加 1.3pct。
新能源车高增长，需求推动充电桩建设。在新能源汽车快速发展的过程中，充电桩行业也在快速发展，随着国家 政策+需求的催化下，车桩比呈现下降趋势。
与此同时，数据显示，新增公共直流充电桩功率呈现逐年提升趋势,快充趋势显现。2016 年新增公共直流充电桩平均 功率为 62.9kW，而 2020 年新增公共直流充电桩平均功率为 131.9kW，我们认为目前市场上对快 速充电的需求愈发显现，公共直流快充桩作为能够解决充电焦虑的一种方式，逐渐成为未来发 展趋向。
800V 架构蓄势待发，充电桩向大功率方向演进
高压高倍率渗透率逐渐提升，800V 架构蓄势待发。从行业发展阶段来看，目前主流新能源车以 400V 架构为主，随着新能源车不断发展，用户对充电性能的要求日益提升。自从 2019 年保时捷 T 发布首款 800V 高压平台的量产车型 Taycan 以来，国内外厂商纷纷跟进，起亚发布 800V 平台 E-GMP；比亚迪 2021 年发布 800V 平台 e 3.0，吉利汽车发布 SEA 浩瀚架构，800V 高压快充成为 大势所趋。我们认为，以 800V 架构为代表的高压/高倍率路线有望成为未来的主流发展方向。
大功率充电桩成发展方向。参考《广汽埃安高压快充技术应用及展望》，2021 年电池倍率在 0.8C-1.5C 之间，额定电压在 300V-400V 之间，而快充充电桩功率在 30-120kW 之间。而随着电池 倍率往 3C 甚至 6C 发展，额定电压向 800V 演进，未来快充充电桩功率也需要得到提升，大功率充 电桩成为发展方向，未来向 200kW、480kW 甚至更高功率发展。
大功率充电模块+液冷是大势所趋。直流充电桩由多个充电模块组成，以 120kW 充电桩为例,若使用 15kw 充电模块,需要 8 个并联,但若采用 30kW 充电模块,只需要 4 个并联。参考电桩网数据，2021 年中国 20kW 模块占据市场容量比例约为 60%左右，其余容量比例主要由 30kW 模块占据，40kW 模块 占据小部分。随着近年来电动汽车电池容量的提升及充电倍率的提升，已经有明显的实际市场发展 趋势：20kW 较大份额市场正在逐渐向 20kW，30kW，40kW 多元化规格发展。
大功率充电下，液冷散热成为解决发热的重要手段之一。相较于风冷散热，全隔离防护技术下 的液冷充电模块是通过压缩机制冷，依靠循环液带走热量，并使用冷凝器对循环液进行降温，具 有高防护、低噪声（风冷散热噪声大于等于 60 分贝，液冷散热噪声则控制在 35 分贝内）、耐热 好和易维护的特点，满足快充需求下 70kW 及以上充电模块的散热诉求。目前，虽然液冷充电模 块成本较高，同等功率下液冷充电桩价格较风冷高，但后期维护和检修次数较少，一定程度上降 低运营维护成本，未来有望成为充电模块的主流散热方式。
大功率快充发展趋势下，光储充或将成为落地方案之一
大功率快充会对配电网造成负面影响。电动汽车主要通过配电网接入电网，大量的电动汽车接 入电网，尤其是通过快充充电/大功率快充对配电网影响较大。参考《电动汽车在上海市电力系 统中的应用潜力研究》及《规模化电动汽车充电负荷对配电网的影响及优化控制研究》等文献， 大功率快充有以下影响：
1） 配电变压器及线路过载。配电变压器过载将来会成为电动汽车规模化运行的主要限制因素 之一。电动汽车接入造成的负荷变化可能引发分时段局部配电变压器过载，导致变压器内温 度升高，从而导致变压器油劣化变质、变压器内绝缘材料加速老化，从而缩短变压器的寿命。以国家电网测算 27 个居民小区与 21 座商业办公楼案例分析为例，仅在交流慢充情况下，当 电动汽车保有量占比达到 20%时，则有 21 个小区需要进行配电加压器改造，1 个居民小区进 行 10kV 线路改造；12 个商业楼宇需要进行配电变压器改造，5 个商业楼宇需要同时进行 10kV 线路改造。
2） 谐波污染。由于电动汽车充电机内含整流装置，而整流装置作为非线性负载，会对电网产 生谐波污染。电器的使用会产生谐波电流和谐波电压，注入到电网中，就成为电网的一种污 染，它会导致电网中的电流和电压波形畸变，电能质量下降，使电器设备的使用环境恶化， 危害电网及电网中的其它设备。大量谐波将增加电力线路电能损耗、影响功率因素、降低继 电保护的可靠性、干扰控制系统稳定性等。
3） 电压偏离、电压越限。电动汽车充电负荷会对配电网电能质量造成威胁，大规模充电负荷 接入不仅可能会超出配电网容量，造成配电变压器及线路过载，也会造成电压偏移的现象。电压偏移（%）= （电压测量值 - 系统标称电压）/ 系统标称电压 * 100%。根据国家标准 GB12325-2008《电能质量供电电压偏差》规定，20kV 及以下三相供电电压允许偏差的范围是 额定电压的±7%（0.93pu 到 1.07pu 之间），大规模电动汽车接入/大功率充电下，会引起 电压偏离增大，可能会超过规定值。
配网改造费用较高，难度较大。1）超充情况下，如果电力容量不足，需要向当地电力部门申请 扩容，参考上海市 2016 年 10 千伏电压等级的业扩工程定额收费标准调整为每千伏安 1006 元， 若处于偏远地区，甚至可能出现难以扩容情况，且扩容需要多个部门批准，改造配电网难度较 高。2）各地规定不一，在电网侧，以电力报装这一细节为例，仅「不允许使用箱变，需要建配 电房」的单台变压器容量的上限值，在不同地区就有 630kVA、1250kVA、1600kVA 等不同要求。按照《功率因子调整电费办法》，功率因子标准 0.90 适用于 160kVA 以上的高压供电用户，则 在 630kVA 时仅能配置 1 台 480kw 充电桩或多台其他功率较低充电桩。
研究认为大功率快充会对电网造成较大的影响，公共场所配电网难以满足大功率快充需求，因此企业自建大功率超充站，采用光储充方式或将成为化解大功率快充对电网冲击的途径之一；同时通过软件控制等方式，也可以将充电桩内的功率进行调配，转移到需要满功率充 电的车上（不是所有车都需要满功率充电）。
总之，在新能源汽车渗透率逐年上升的趋势下，未来充电桩有望保持较高增速。随着国内各 省对《关于进一步提升电动汽车充电基础设施服务保障能力的实施意见》等政策的逐步落地， 未来公共充电桩尤其是直流充电桩占比或将有所提升，车桩比或将降低。在这些前提下，研报认为 2022-2025 年充电桩市场年复合增长率超过 70%，2025 年市场规模或将达到 688 亿元。
来源：信达证券、未来智库