Bagong energy vehicle charging module industry development opportunity trend

1. Pangkalahatang-ideya ng pag-unlad ng industriya ng charging module

Ang mga module ng pag-charge ay ang core ng DC charging piles para sa mga bagong sasakyang pang-enerhiya. Habang patuloy na tumataas ang penetration rate at pagmamay-ari ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya sa China, tumataas ang pangangailangan para sa mga tambak na singilin. Ang bagong enerhiya na pag-charge ng sasakyan ay nahahati sa mabagal na pag-charge ng AC at mabilis na pag-charge ng DC. Ang DC fast charging ay may mga katangian ng high voltage, high power at fast charging. Habang hinahabol ng market ang kahusayan sa pagsingil, patuloy na lumalawak ang market scale ng DC fast charging piles at charging modules. .

2. Teknikal na antas at mga katangian ng industriya ng ev charging module

Ang industriya ng bagong energy vehicle charging pile ev charger module ay kasalukuyang may mga teknikal na tampok tulad ng single module high power, high frequency, miniaturization, high conversion efficiency, at malawak na hanay ng boltahe.

Sa mga tuntunin ng single module power, ang bagong energy charging pile charging module industry ay nakaranas ng mainstream product development na 7.5kW noong 2014, constant current 20A at 15kW noong 2015, at constant power na 25A at 15kW noong 2016. Ang kasalukuyang mainstream application charging modules ay 20kW at 30kW. Mga single-module solution at conversion sa 40kW na bagong energy charging pile power supply single-module solutions. Ang mga high-power charging module ay naging trend sa pag-unlad ng merkado sa hinaharap.

Sa mga tuntunin ng output voltage, ang State Grid ay naglabas ng 2017 na bersyon ng “Qualification and Ability Verification Standards for Electric Vehicle Charging Equipment Suppliers” na nagsasaad na ang output voltage range ng mga DC charger ay 200-750V, at ang pare-parehong power voltage ay sumasaklaw ng hindi bababa sa ang 400-500V at 600-750V na hanay. Samakatuwid, ang lahat ng mga tagagawa ng module ay karaniwang nagdidisenyo ng mga module para sa 200-750V at nakakatugon sa patuloy na mga kinakailangan sa kuryente. Sa pagtaas ng hanay ng cruising ng mga de-koryenteng sasakyan at ang pangangailangan ng mga bagong gumagamit ng sasakyang pang-enerhiya na bawasan ang oras ng pag-charge, ang industriya ay nagmungkahi ng isang 800V super fast charging architecture, at napagtanto ng ilang kumpanya ang supply ng DC charging pile charging modules na may malawak na hanay ng boltahe ng output na 200-1000V. .

Sa mga tuntunin ng high-frequency at miniaturization ng charging modules, ang kapangyarihan ng single-machine modules ng bagong energy charging pile power supply ay tumaas, ngunit ang volume nito ay hindi maaaring mapalawak nang proporsyonal. Samakatuwid, ang pagtaas ng dalas ng paglipat at pagsasama ng mga magnetic na bahagi ay naging mahalagang paraan upang mapataas ang density ng kuryente.

Sa mga tuntunin ng charging module efficiency, ang mga pangunahing kumpanya sa bagong energy charging pile charging module industry sa pangkalahatan ay may pinakamataas na peak efficiency na 95%-96%. Sa hinaharap, sa pag-unlad ng mga elektronikong sangkap tulad ng mga third-generation power device at ang pagpapasikat ng mga de-kuryenteng sasakyan na may 800V o mas mataas pa. .

Habang tumataas ang power density ng charging modules, nagdudulot din ito ng mas malaking problema sa pag-alis ng init. Sa mga tuntunin ng heat dissipation ng charging modules, ang kasalukuyang pangunahing paraan ng heat dissipation sa industriya ay forced air cooling, at mayroon ding mga pamamaraan tulad ng closed cold air ducts at water cooling. Ang paglamig ng hangin ay may mga pakinabang ng mababang gastos at simpleng istraktura. Gayunpaman, habang ang presyon ng pagwawaldas ng init ay lalong tumataas, ang mga disadvantage ng limitadong kapasidad ng pagwawaldas ng init ng hangin at mataas na ingay ay mas magiging maliwanag. Ang pag-equip sa module ng pag-charge at linya ng baril na may likidong paglamig ay naging isang pangunahing solusyon. teknikal na direksyon.

3. Pinapabilis ng pag-unlad ng teknolohiya ang mga pagkakataon sa pag-unlad ng pagpasok ng bagong industriya ng enerhiya

Sa mga nagdaang taon, ang bagong teknolohiya ng industriya ng enerhiya ay patuloy na sumusulong at mga tagumpay, at ang pagtaas ng rate ng pagtagos ay nagsulong ng patuloy na pag-unlad ng industriya ng upstream charging module. Ang makabuluhang pagtaas sa densidad ng enerhiya ng baterya ay nalutas ang problema ng hindi sapat na hanay ng cruising ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, at ang paggamit ng mga high-power charging module ay lubos na nagpaikli sa oras ng pag-charge, kaya pinabilis ang pagtagos ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya at ang pagtatayo ng mga sumusuporta sa mga tambak ng pagsingil. . Sa hinaharap, ang integrasyon at pagpapalalim ng aplikasyon ng mga teknolohiya tulad ng optical storage at charging integration at V2G vehicle network integration ay inaasahang higit na magpapabilis sa pagtagos ng mga bagong industriya ng enerhiya at ang pagpapasikat ng pagkonsumo.

4. Landscape ng kumpetisyon sa industriya: Ang industriya ng charging module ay ganap na mapagkumpitensya at malaki ang espasyo sa pamilihan ng produkto.

Ang charging module ay ang pangunahing bahagi ng DC charging piles. Sa pagtaas ng rate ng pagtagos ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya sa buong mundo, ang mga mamimili ay lalong nababalisa tungkol sa hanay ng pag-charge at kaginhawahan sa pag-charge. Ang demand sa merkado para sa DC fast charging charging piles ay sumabog, at ang domestic charging pile operation market ay lumago mula Noong mga unang araw, ang State Grid ang pangunahing puwersa sa sari-saring pag-unlad. Ang isang bilang ng mga social capital operator na may parehong charging pile equipment manufacturing at operating capabilities ay mabilis na lumitaw. Ang mga tagagawa ng domestic charging module ay nagpatuloy sa pagpapalawak ng kanilang sukat ng produksyon at pagbebenta para sa pagtatayo ng mga sumusuporta sa mga tambak ng pagsingil, at ang kanilang komprehensibong competitiveness ay patuloy na lumakas. .

Sa kasalukuyan, pagkatapos ng mga taon ng pag-ulit ng produkto at pagbuo ng mga module ng pagsingil, sapat na ang kompetisyon sa industriya. Ang mga pangunahing produkto ay umuunlad sa direksyon ng mataas na boltahe at mataas na densidad ng kuryente, at malaki ang espasyo sa pamilihan ng produkto. Ang mga negosyo sa industriya ay pangunahing nakakakuha ng mas mataas na market share at mga antas ng kita sa pamamagitan ng patuloy na pagpapabuti ng topology ng produkto, pagkontrol ng mga algorithm, pag-optimize ng hardware at production system, atbp.

5. Mga uso sa pagbuo ng ev charging modules

Habang ang mga module ng pagsingil ay naghahatid ng malaking pangangailangan sa merkado, patuloy na umuunlad ang teknolohiya tungo sa mataas na density ng kuryente, malawak na hanay ng boltahe, at mataas na kahusayan sa conversion.

1) Paglipat sa hinihimok ng patakaran sa hinihimok ng demand

Upang suportahan at isulong ang pagbuo ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, ang pagtatayo ng mga charging piles ay pangunahing pinangunahan ng gobyerno sa maagang yugto, at unti-unting ginabayan ang pag-unlad ng industriya tungo sa isang endogenous na modelo ng pagmamaneho sa pamamagitan ng suporta sa patakaran. Mula noong 2021, ang mabilis na pag-unlad ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay naglagay ng malaking pangangailangan sa pagtatayo ng mga sumusuportang pasilidad at mga tambak ng pagsingil. Kinukumpleto ng industriya ng charging pile ang pagbabago mula sa policy-driven tungo sa demand-driven.

Nahaharap sa pagtaas ng bilang ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya, bilang karagdagan sa pagtaas ng density ng layout ng pile ng pagsingil, ang oras ng pagsingil ay dapat na mas paikliin. Ang mga tambak sa pag-charge ng DC ay may mas mabilis na bilis ng pag-charge at mas maiikling oras ng pag-charge, na mas angkop para sa pansamantala at pang-emergency na mga pangangailangan sa pag-charge ng mga gumagamit ng de-kuryenteng sasakyan, at epektibong malulutas ang mga problema ng pagkabalisa sa saklaw ng electric vehicle at pagkabalisa sa pag-charge. Samakatuwid, sa mga nakalipas na taon, ang market scale ng DC fast charging sa mga bagong gawang charging pile, lalo na ang pampublikong charging piles, ay mabilis na lumaki at naging pangunahing trend sa maraming pangunahing lungsod sa China.

Kung susumahin, sa isang banda, habang ang bilang ng mga bagong sasakyang pang-enerhiya ay patuloy na lumalaki, ang pagsuporta sa pagtatayo ng mga charging piles ay kailangang patuloy na pagbutihin. Sa kabilang banda, ang mga gumagamit ng de-kuryenteng sasakyan ay karaniwang naghahabol ng DC mabilis na singilin. Ang DC charging piles ay naging pangunahing trend, at ang mga module ng pagsingil ay pumasok din sa demand. Isang yugto ng pag-unlad kung saan ang paghila ang pangunahing puwersang nagtutulak.

(2) Mataas na density ng kapangyarihan, malawak na hanay ng boltahe, mataas na kahusayan ng conversion

Ang tinatawag na fast charging ay nangangahulugan ng mataas na lakas ng pagsingil. Samakatuwid, sa ilalim ng lumalaking pangangailangan para sa mabilis na pagsingil, ang mga module ng pagsingil ay patuloy na umuunlad sa direksyon ng mataas na kapangyarihan. Ang mataas na kapangyarihan ng charging pile ay nakakamit sa dalawang paraan. Ang isa ay upang ikonekta ang maramihang mga module ng pagsingil nang magkatulad upang makamit ang superposisyon ng kapangyarihan; ang isa ay upang mapataas ang nag-iisang kapangyarihan ng module ng pag-charge. Batay sa mga teknikal na pangangailangan ng pagtaas ng densidad ng kuryente, pagbabawas ng espasyo, at pagbabawas ng pagiging kumplikado ng arkitektura ng elektrikal, ang pagtaas ng kapangyarihan ng isang module ng pagsingil ay isang pangmatagalang trend ng pag-unlad. ang mga module ng pagsingil ng aking bansa ay dumaan sa tatlong henerasyon ng pag-unlad, mula sa unang henerasyon na 7.5kW hanggang sa ikalawang henerasyon na 15/20kW, at ngayon ay nasa panahon ng conversion mula sa ikalawang henerasyon hanggang sa ikatlong henerasyon na 30/40kW. Ang mga high-power charging module ay naging mainstream ng merkado. Kasabay nito, batay sa prinsipyo ng disenyo ng miniaturization, ang density ng kapangyarihan ng mga module ng pagsingil ay tumaas din nang sabay-sabay sa pagtaas ng antas ng kapangyarihan.

Mayroong dalawang mga landas upang makamit ang mas mataas na antas ng kapangyarihan ng mabilis na pagsingil ng DC: pagtaas ng boltahe at pagtaas ng kasalukuyang. Ang high-current charging solution ay unang pinagtibay ng Tesla. Ang kalamangan ay ang halaga ng pag-optimize ng bahagi ay mas mababa, ngunit ang mataas na kasalukuyang ay magdadala ng mas mataas na pagkawala ng init at mataas na mga kinakailangan para sa pagwawaldas ng init, at ang mas makapal na mga wire ay nagbabawas ng kaginhawahan at nagpo-promote Sa mas mababang lawak. Ang mataas na boltahe na solusyon ay upang taasan ang maximum na operating boltahe ng charging module. Ito ay kasalukuyang karaniwang ginagamit na modelo ng mga tagagawa ng kotse. Maaari nitong isaalang-alang ang mga pakinabang ng pagbabawas ng pagkonsumo ng enerhiya, pagpapabuti ng buhay ng baterya, pagbabawas ng timbang, at pagtitipid ng espasyo. Ang mataas na boltahe na solusyon ay nangangailangan ng mga de-koryenteng sasakyan na nilagyan ng mataas na boltahe na platform upang suportahan ang mga application ng mabilis na pagsingil. Sa kasalukuyan, ang solusyon sa mabilis na pagsingil na karaniwang ginagamit ng mga kumpanya ng kotse ay ang 400V high-voltage platform. Sa pagsasaliksik at paggamit ng 800V boltahe na platform, ang antas ng boltahe ng module ng pagsingil ay higit na mapapabuti.

Ang pagpapabuti ng kahusayan sa conversion ay isang teknikal na tagapagpahiwatig na palaging hinahabol ng mga module sa pagsingil. Ang pagpapabuti ng kahusayan ng conversion ay nangangahulugan ng mas mataas na kahusayan sa pagsingil at mas mababang pagkalugi. Sa kasalukuyan, ang maximum na peak efficiency ng charging modules ay karaniwang 95%~96%. Sa hinaharap, sa pagbuo ng mga elektronikong sangkap tulad ng mga third-generation na power device at ang output voltage ng charging modules na lumilipat patungo sa 800V o kahit 1000V, ang conversion efficiency ay higit na mapapabuti.

(3) Tumataas ang halaga ng ev charging modules

Ang charging module ay ang pangunahing bahagi ng DC charging pile, na nagkakahalaga ng halos 50% ng hardware cost ng charging pile. Ang pagpapabuti ng kahusayan sa pagsingil sa hinaharap ay higit sa lahat ay nakasalalay sa pagpapabuti ng pagganap ng mga module ng pagsingil. Sa isang banda, mas maraming charging module na konektado nang magkatulad ay direktang magpapataas ng halaga ng charging module; sa kabilang banda, ang pagpapabuti ng power level at power density ng single charging module ay nakasalalay sa optimized na disenyo ng mga hardware circuit at control software pati na rin ang teknolohiya ng mga pangunahing bahagi. Mga pambihirang tagumpay, ito ang mga pangunahing teknolohiya para sa pagpapabuti ng kapangyarihan ng buong pile ng pagsingil, na higit pang magpapataas sa halaga ng module ng pagsingil.

6. Mga teknikal na hadlang sa industriya ng ev power charging module

Ang teknolohiya ng power supply ay isang interdisciplinary na paksa na nagsasama ng teknolohiya ng topology ng circuit, teknolohiyang digital, teknolohiyang magnetic, teknolohiya ng bahagi, teknolohiyang semiconductor, at teknolohiya ng thermal design. Ito ay isang industriyang masinsinang teknolohiya. Bilang puso ng DC charging pile, direktang tinutukoy ng charging module ang charging efficiency, operational stability, kaligtasan at pagiging maaasahan ng charging pile, at ang kahalagahan at halaga nito ay namumukod-tangi. Ang isang produkto ay nangangailangan ng malaking pamumuhunan ng mga mapagkukunan at mga propesyonal mula sa pananaliksik at pag-unlad ng teknolohiya hanggang sa terminal na aplikasyon. Kung paano pumili ng mga elektronikong bahagi at layout, pag-upgrade at pag-ulit ng algorithm ng software, tumpak na pag-unawa sa mga sitwasyon ng application, at kontrol sa kalidad ng kalidad at mga kakayahan sa platform ng pagsubok ay lahat ay makakaapekto sa kalidad at katatagan ng produkto na may direktang epekto. Mahirap para sa mga bagong pasok sa industriya na makaipon ng iba't ibang teknolohiya, tauhan, at data ng senaryo ng aplikasyon sa maikling panahon, at mayroon silang mataas na teknikal na hadlang.