充電模塊行業正不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率發展
1、充電模塊行業發展概況
充電模塊是新能源汽車直流充電樁的核心,隨著國內新能源汽車滲透率不斷提升和保有量的增長,對充電樁的需求日益擴大。新能源汽車充電分為交流慢充和直流快充,直流快充具有高電壓、大功率、充電快的特點,隨著市場對充電效率的追求,直流快充樁及充電模塊的市場規模不斷擴大。
(1)充電模塊發展趨勢
隨著充電模塊迎來較大的市場需求,技術上也不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率發展。
充電模塊行業主要發展趨勢
資料來源:普華有策
1)從政策驅動轉向需求拉動
新能源汽車發展下,充電樁建設早期由政府主導,現正從政策驅動向需求拉動轉型。因新能源汽車保有量攀升,需提升充電樁布局密度、縮短充電時間,直流充電樁充電快,契合用戶應急充電需求,能解里程與充電焦慮,新建公共充電樁中直流快充市場規模增長快且成主流趨勢??傊?,新能源汽車保有量增長要求充電樁配套同步提升,直流充電樁成主流,充電模塊進入需求拉動發展階段。
2)高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率
快充需求促使充電模塊向大功率發展,其實現途徑有并聯充電模塊或提升單體功率,我國充電模塊已發展至第三代,大功率成主流且功率密度同步提升。直流快充有大電流與高電壓兩條路徑,大電流方案有熱損耗高、散熱要求高、線材不便等問題,高電壓方案受車廠普遍采用,電壓等級將隨800V平臺研究應用而提升。轉換效率提升是充電模塊追求目標,目前峰值效率95%-96%,未來隨元件發展及電壓提升還將進一步提高。
3)價值量提升
充電模塊是直流充電樁的核心部件,占到充電樁硬件成本的50%左右。未來充電效率的提升主要依賴于充電模塊的性能提升。一方面,更多的充電模塊并聯將會直接增加充電模塊的價值量;另一方面,充電模塊單體功率等級和功率密度的提升,依賴于硬件電路和控制軟件的優化設計以及關鍵零部件的技術突破,這些是充電樁整樁功率提升的關鍵技術,將帶來充電模塊價值量的進一步提升。
(2)充電模塊市場規模持續增長
充電模塊是充電樁的核心,是構建高功率充電基礎設施的關鍵,成為新基建的重要部分。隨著全球新能源汽車和充電樁的高速發展,充電模塊市場規模不斷擴大。2020-2023年國內外新能源汽車充電模塊市場規模不斷擴大,到2025年預計全球及我國充電模塊增量市場規模將分別達到380.77億元及193.18億元。
2020-2025年全球及國內充電模塊增量市場規模(單位:億元)
資料來源:普華有策
目前,中國是全球最大的新能源汽車市場,全球新能源汽車充電樁市場也主要來自中國和歐美國家。隨著全球減碳推進,未來歐美及其他區域能源轉型進程加快,多國相繼出臺政策推動新能源汽車及充電樁建設的發展。中國充電模塊行業市場規模最大,具備先發領先優勢,在自身實現不斷增長的同時,未來隨著歐美市場的發展,有望進一步打開海外市場,提升全球市場占有率。
2、充電模塊行業技術水平及特點
新能源汽車充電樁充電模塊行業目前主要有單模塊高功率、高頻化、小型化、高轉化效率、寬電壓范圍等技術特點。
在單模塊功率方面,新能源充電樁充電模塊行業歷經主流的2014年7.5kW,2015年恒流20A、15kW,2016年恒功率25A、15kW的產品發展,目前主流應用的充電模塊為20kW/30kW/40kW單模塊解決方案,未來大功率充電模塊已成為市場發展趨勢。
在輸出電壓方面,國網發布2017版《電動汽車充電設備供應商資質能力核實標準》指出直流充電機輸出電壓范圍為200-750V,恒功率電壓至少覆蓋400-500V和600-750V區間。因此,各模塊廠家均為模塊普遍設計為200-750V,且滿足恒功率的要求。隨著電動汽車續航里程的增加,以及新能源汽車用戶對縮減充電時間的需求,行業內提出了800V超級快充架構,公司通過技術預研已實現了200-1000V寬輸出電壓范圍的直流充電樁充電模塊供應。
在充電模塊高頻化、小型化方面,新能源充電樁電源單機模塊功率增加,但其體積無法成比例擴大,因此提升開關頻率,進行磁性元件集成等成為增加功率密度的重要手段。
在充電模塊效率方面,新能源充電樁充電模塊行業內主要企業一般最大峰值效率為95%-96%,未來,隨著第三代功率器件等電子元器件的發展,以及電動汽車普及800V甚至更高的電壓平臺,行業有望迎來98%以上的峰值效率產品。
隨著充電模塊功率密度的提升,也帶來了更大的散熱問題。在充電模塊散熱方面,目前行業主流的散熱方式為強迫風冷,另有封閉冷風道與水冷等方式。風冷具有成本低、結構簡單的優勢,但是隨著散熱壓力的進一步提升,風冷散熱能力有限、噪音大的劣勢將會進一步顯現,為充電模塊和槍線配備液冷的方案成為一個主要的技術方向。
3、行業競爭格局
隨著近年來全球尤其是國內新能源汽車產銷量的快速增長,充電樁等新能源基礎服務設施也迎來了良好的發展機遇,市場空間較大。
充電模塊是直流充電樁的核心部件,伴隨全球新能源汽車滲透率的提升,消費者對減少充電里程焦慮以及提高充電便利性的訴求愈發加強,直流快充充電樁市場需求爆發,國內充電樁運營市場從早期以國家電網為主面向多元化發展,一批兼具充電樁設備制造與運營能力的社會資本運營商迅速崛起,國內充電模塊廠商為配套充電樁建設不斷擴大產銷規模,綜合競爭實力不斷加強。目前,國內充電模塊行業市場份額最大的為英飛源,而前五大企業占據了82%的市場份額,競爭格局較為集中。
目前,充電模塊經過多年產品迭代和發展,行業競爭充分,主流產品往高壓化、高功率密度方向發展,產品市場空間較大。行業內企業主要通過不斷完善產品拓撲結構、控制算法,優化硬件與生產體系等,從而獲取更高的市場份額及利潤水平。
4、充電模塊行業內主要企業
國外新能源汽車充電模塊企業主要有艾默生、ABB等。國內新能源汽車及直流快充充電樁行業快速發展,充電模塊市場涌現了多家知名企業,包括英飛源、優優綠能、英可瑞、通合科技、永聯科技等。
行業內主要企業
資料來源:普華有策
《2025-2031年充電模塊行業市場調研及發展趨勢預測報告》涵蓋行業全球及中國發展概況、供需數據、市場規模,產業政策/規劃、相關技術/專利、競爭格局、上游原料情況、下游主要應用市場需求規模及前景、區域結構、市場集中度、重點企業/玩家,企業占有率、行業特征、驅動因素、市場前景預測,投資策略、主要壁壘構成、相關風險等內容。同時北京普華有策信息咨詢有限公司還提供市場專項調研項目、產業研究報告、產業鏈咨詢、項目可行性研究報告、專精特新小巨人認證、市場占有率報告、十五五規劃、項目后評價報告、BP商業計劃書、產業圖譜、產業規劃、藍白皮書、國家級制造業單項冠軍企業認證、IPO募投可研、IPO工作底稿咨詢等服務。(PHPOLICY:GYF)