【核芯觀察】充電樁上下游產(chǎn)業(yè)梳理（二）
前言：【核芯觀察】是電子發(fā)燒友編輯部出品的深度系列專欄，目的是用最直觀的方式令讀者盡快理解電子產(chǎn)業(yè)架構(gòu)，理清上、中、下游的各個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)迅速了解各大細(xì)分環(huán)節(jié)中的行業(yè)現(xiàn)狀。上一期【核芯觀察】，我們對充電樁的概念、市場現(xiàn)狀、充電樁的構(gòu)成等方面進(jìn)行了分析。這一期，我們會(huì)對充電樁、充電模塊的市場格局，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)分布、各家廠商的技術(shù)方案等進(jìn)行剖析。
充電模塊發(fā)展趨勢
充電樁一般通過多個(gè)充電模塊并聯(lián)構(gòu)成，特別是大功率充電樁，而隨著充電樁的單樁功率越來越大，對于充電模塊也提出了更多要求。充電模塊的工作電路由前級(jí) PFC電路和后級(jí) DC/DC 電路構(gòu)成，主流廠商在前級(jí) PFC 方案上均使用 VIENNA 電路，在后級(jí)DC/DC 方案上大多使用 LLC 全橋電路，僅英飛源、艾默生兩家廠商選擇犧牲一定效率換取更寬的輸出電壓，使用了 ZVS 移項(xiàng)全橋電路。在電路結(jié)構(gòu)的技術(shù)路線上目前行業(yè)路線基本統(tǒng)一，因此在大功率快充的逐步發(fā)展下，充電模塊需要提高單模塊功率等級(jí)和功率密度，同時(shí)提供更寬輸出電壓、更高轉(zhuǎn)換效率和更好的散熱性能。目前充電樁模塊主要有15kW、20kW、30kW、40kW等幾種規(guī)格，也有一些廠商比如易能時(shí)代在2022年推出了行業(yè)首款60kW充電樁模塊，但目前未成為主流。當(dāng)然單模塊的功率等級(jí)也不會(huì)無限制提升，多模塊另一方面也是保證系統(tǒng)冗余的提升，降低單模塊失效對整體系統(tǒng)的影響。系統(tǒng)充電模塊較多的另一個(gè)好處是，易于進(jìn)行功率調(diào)度分配，提高系統(tǒng)效率，減少資源浪費(fèi)。根據(jù)優(yōu)優(yōu)綠能的資料，直流充電樁根據(jù)需求，一般會(huì)由偶數(shù)臺(tái)充電模塊并聯(lián)而成，總數(shù)一般會(huì)在12臺(tái)以下。比如480kW的充電樁會(huì)使用12臺(tái)40kW充電模塊，而180kW的充電樁，可以使用6臺(tái)30kW充電模塊或是12臺(tái)15kW充電模塊等。對大功率充電樁而言，充電模塊也需要更高的功率等級(jí)，才能降低模塊使用數(shù)量，便于降低系統(tǒng)成本。在高壓快充的發(fā)展下，目前400kW以上的充電樁已經(jīng)做到1000V輸出電壓，充電模塊的輸出電壓范圍也從500V、750V提升至如今高達(dá)1200V。在高達(dá)千伏輸出電壓的應(yīng)用下，充電樁模塊也需要更高的轉(zhuǎn)換效率，以降低能量損失以及運(yùn)營成本。其中的措施包括軟開關(guān)技術(shù)，采用第三代半導(dǎo)體比如碳化硅、氮化鎵功率器件等。充電樁功率提高，也意味著充電模塊的散熱也更加重要。過去的風(fēng)冷功率模塊已經(jīng)無法滿足一些大功率快充的應(yīng)用，目前一些充電模塊已經(jīng)使用上液冷，通過外置散熱器進(jìn)行高效散熱，也能夠一定程度上提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。
充電模塊市場格局
充電模塊是充電樁中價(jià)值量占比最高的部件，所以市場格局方面我們先從偏上游的充電模塊開始講起。從國內(nèi)市場來看，根據(jù)公開數(shù)據(jù)，2022年國內(nèi)充電模塊市場規(guī)模約53億元。按照中國充電聯(lián)盟對國內(nèi)充電樁市場規(guī)模的增長預(yù)測，以及大功率充電樁趨勢來估算，2023年國內(nèi)充電模塊市場規(guī)模約90億元，到2025年有望達(dá)到接近200億元的水平。從充電模塊行業(yè)的玩家來看，主要分為兩類，一是以特來電、盛弘股份、華為為代表的廠商自產(chǎn)自用，生產(chǎn)充電模塊主要為自家充電樁產(chǎn)品服務(wù)；另一類是以英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能為代表的供應(yīng)商模式，只生產(chǎn)充電模塊，自身沒有充電樁整機(jī)產(chǎn)品。充電模塊行業(yè)經(jīng)過多年的競爭洗牌，目前形成一超多強(qiáng)的狀態(tài)。沒有上市的英飛源悶聲發(fā)大財(cái)，2022年占據(jù)了國內(nèi)超過30%的市場份額；而優(yōu)優(yōu)綠能、特來電、永聯(lián)、華為、盛弘股份等位居第二梯隊(duì)。
充電樁市場格局
國內(nèi)充電樁設(shè)備企業(yè)主要有三種類型，一是充電設(shè)備生產(chǎn)商，比如盛弘股份、科陸電子、科士達(dá)、和順電氣、中恒電氣、國電南瑞、國電南自、許繼電氣、國網(wǎng)普瑞等；二是充電樁運(yùn)營商自產(chǎn)充電樁產(chǎn)品，比如充電運(yùn)營商特來電特銳德、星星充電、上海普天、萬馬股份等；三是部分涉及自研自制充電樁的車企，比如蔚來、特斯拉、小鵬等，這些車企同時(shí)也自己運(yùn)營充電樁。
總結(jié)：
隨著新能源車滲透率的持續(xù)提高，充電樁數(shù)量，包括公共充電樁、私人充電樁、換電站等充電基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量也將會(huì)持續(xù)高速增長。從增量數(shù)據(jù)來看，未來幾年增量充電樁的增速會(huì)逐步放緩；但隨著快充的普及，未來三年市場規(guī)模有望繼續(xù)保持50%或以上的增速。而800V高壓平臺(tái)車型以及400kW以上快充的加速落地，大功率充電樁的趨勢也將持續(xù)提高充電樁的單位價(jià)值，核心部分充電模塊以及充電槍和線纜，價(jià)值量還將持續(xù)上升，成為相關(guān)企業(yè)營收增長的驅(qū)動(dòng)力。在小功率充電樁上，由于V2G需求，以及部分車企去掉OBC的規(guī)劃，7kW到20kW小功率直流充電樁的占比將會(huì)逐步提高。充電模塊未來的發(fā)展趨勢包括：高功率密度和單模塊功率等級(jí)、更寬的輸出電壓、更高轉(zhuǎn)換效率和更好的散熱性能等。15kW和20kW充電模塊的市場將逐步衰退，30kW和40kW充電模塊成為主流的同時(shí)，未來60kW甚至更高功率等級(jí)的功率模塊也有可能成為新的增長點(diǎn)。從上市公司的業(yè)績情況來看，海外市場將會(huì)是國內(nèi)充電樁產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)的一個(gè)重要方向。相比國內(nèi)市場，海外市場的充電樁相關(guān)產(chǎn)品毛利率普遍要比國內(nèi)市場高，一些專供海外市場的充電樁企業(yè)毛利率有明顯的優(yōu)勢。同時(shí)海外新能源汽車滲透率較低，市場仍處于早期階段，未來充電樁市場將有較大增長空間。由于新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度較快，未來快充的標(biāo)準(zhǔn)還有可能存在變數(shù)，比如設(shè)計(jì)充電功率900kW的ChaoJi充電系統(tǒng)有可能會(huì)成為新的國標(biāo)。技術(shù)的迭代以及新能源汽車滲透率的提高都是充電樁產(chǎn)業(yè)未來增長的重要因素。
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