新能源汽車充電模組產業發展機會趨勢

一、充電模組產業發展概況

充電模組是新能源汽車直流充電樁的核心。隨著我國新能源車普及率和保有量不斷提高，充電樁的需求也不斷增加。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、高功率、快速充電的特性。隨著市場追求充電效率，直流快充樁及充電模組市場規模不斷擴大。。

2.電動車充電模組產業技術水準及特點

新能源車充電樁電動車充電模組產業目前具有單模組高功率、高頻化、小型化、高轉換效率、寬電壓範圍等技術特性。

從單模組功率來看，新能源充電樁充電模組產業經歷了2014年7.5kW、2015年恆流20A、15kW、2016年恆定功率25A、15kW等主流產品發展。分別是20kW和30kW。單模組解決方案及轉換為40kW新能源充電樁電源單模組解決方案。高功率充電模組已成為未來市場發展趨勢。

在輸出電壓方面，國家電網發表2017年版《電動車充電設備供應商資質與能力驗證標準》指出，直流充電機輸出電壓範圍為200-750V，恆定功率電壓至少涵蓋400-500V 和 600-750V 範圍。因此，各模組廠商一般會設計200-750V的模組，滿足恆功率需求。隨著電動車續航里程的增加以及新能源汽車用戶減少充電時間的需求，業界提出了800V超級快充架構，部分企業實現了寬範圍直流充電樁充電模組的供應。輸出電壓範圍200-1000V。。

在充電模組高頻化、小型化方面，新能源充電樁電源單機模組功率增加，但其體積卻無法成比例擴大。因此，提高開關頻率、整合磁性元件成為提高功率密度的重要手段。

在充電模組效率方面，新能源充電樁充電模組產業各大公司普遍最高峰值效率達95%-96%。未來，隨著第三代功率元件等電子元件的發展以及電動車800V甚至更高電壓平台的普及，產業有望迎來峰值效率超過98%的產品。

隨著充電模組功率密度的提高，也帶來了更大的散熱問題。在充電模組的散熱方面，目前業界主流的散熱方式是強制風冷，也有封閉式冷風道、水冷等方式。風冷具有成本低、結構簡單等優點。但隨著散熱壓力的進一步增大，風冷散熱能力有限、噪音高等缺點將進一步顯現。為充電模組和槍管配備液冷已成為主要解決方案。技術方向。

3.科技進步加速新能源產業滲透的發展機會

近年來，新能源產業技術不斷進步與突破，滲透率的提升推動了上游充電模組產業的不斷發展。電池能量密度的大幅提升解決了新能源汽車續航里程不足的問題，高功率充電模組的應用大大縮短了充電時間，從而加速了新能源汽車的普及和配套充電樁的建設。未來，光儲充一體化、V2G車網整合等技術的整合與深化應用，可望進一步加速新能源產業滲透與消費普及。

4.產業競爭格局：充電模組產業競爭充分，產品市場空間大。

充電模組是直流充電樁的核心部件。隨著全球新能源汽車普及率的提高，消費者對充電續航里程和充電便利性越來越焦慮。直流快充充電樁市場需求爆發，國內充電樁營運市場從早期以國家電網為主力多元化發展。一批兼具充電樁設備製造與營運能力的社會資本業者迅速崛起。國內充電模組廠商為配套充電樁建設不斷擴大產銷規模，綜合競爭力不斷增強。。

目前，充電模組經過多年的產品迭代和發展，行業競爭已經充分。主流產品朝向高電壓、高功率密度方向發展，產品市場空間大。產業企業主要透過不斷改進產品拓撲、控制演算法、優化硬體和生產系統等來獲得更高的市場份額和利潤水平。

5.電動車充電模組發展趨勢

隨著充電模組迎來龐大的市場需求，技術不斷朝向高功率密度、寬電壓範圍、高轉換效率方向發展。

1）政策驅動轉向需求驅動

為支持和促進新能源汽車發展，充電樁建設前期主要由政府主導，透過政策支持逐步引導產業發展走向內生驅動模式。自2021年以來，新能源汽車快速發展，對配套設施和充電樁建設提出巨大需求。充電樁產業正在完成從政策驅動到需求驅動的轉變。

面對不斷增加的新能源汽車，除了增加充電樁佈局密度外，還必須進一步縮短充電時間。直流充電樁充電速度更快、充電時間更短，更適合電動車使用者臨時、緊急充電需求，能有效解決電動車續航里程焦慮、充電焦慮等問題。因此，近年來，新充電樁尤其是公共充電樁的直流快充市場規模快速成長，已成為國內許多核心城市的主流趨勢。

綜上所述，一方面，隨著新能源汽車保有量持續成長，充電樁配套建造需要持續改善。另一方面，電動車用戶普遍追求直流快充。直流充電樁已成為主流趨勢，充電模組也進入需求。以拉力為主要推動力的發展階段。

(2)功率密度高、電壓範圍寬、轉換效率高

所謂快充，就是指高充電功率。因此，在快充需求不斷成長的情況下，充電模組不斷朝向高功率方向發展。充電樁的高功率是透過兩種方式實現的。一是多個充電模組並聯，實現功率疊加；二是增加充電模組的單次功率。基於提高功率密度、縮小空間、降低電氣架構複雜度的技術需求，提高單一充電模組的功率是長期發展趨勢。我國充電模組經歷了三代發展，從第一代7.5kW到第二代15/20kW，現在正處於從第二代到第三代30/40kW的轉換期。高功率充電模組已成為市場主流。同時，基於小型化的設計原則，充電模組的功率密度也隨著功率等級的提升而同步提升。

實現更高功率等級的直流快充有兩種途徑：提高電壓和提高電流。大電流充電方案最先被特斯拉採用。優點是元件最佳化成本較低，但大電流會帶來較高的熱損耗，對散熱要求較高，且較粗的導線降低了便利性，推廣程度較小。高壓解決方案是提高充電模組的最大工作電壓。是目前汽車製造商常用的車型。可兼顧降低能耗、提高電池壽命、減輕重量、節省空間等優點。高壓解決方案要求電動車配備高壓平台以支援快速充電應用。目前，車企普遍採用的快充方案是400V高壓平台。隨著800V電壓平台的研究和應用，充電模組的電壓等級將進一步提升。

轉換效率的提升是充電模組始終追求的技術指標。轉換效率的提高意味著更高的充電效率和更低的損耗。目前充電模組最高峰值效率一般為95%~96%。未來，隨著第三代功率元件等電子元件的發展，充電模組輸出電壓朝向800V甚至1000V邁進，轉換效率將進一步提高。

（三）電動車充電模組價值提升

充電模組是直流充電樁的核心部件，約佔充電樁硬體成本的50%。未來充電效率的提升主要取決於充電模組效能的提升。一方面，並聯更多的充電模組會直接增加充電模組的價值；另一方面，單一充電模組功率等級和功率密度的提升取決於硬體電路和控制軟體的最佳化設計以及關鍵元件的技術。突破，這些都是提升整個充電樁功率的關鍵技術，將進一步提升充電模組的價值。

6.電動車充電模組產業技術壁壘

電源技術是集電路拓樸技術、數位技術、磁性技術、元件技術、半導體技術、熱設計技術於一體的交叉學科。這是一個技術密集型產業。充電模組作為直流充電樁的心臟，直接決定充電樁的充電效率、運作穩定性、安全可靠性，其重要性和價值凸顯。一款產品從技術研發到終端應用，都需要大量的資源和專業人才的投入。如何選擇電子元件和佈局、軟體演算法升級和迭代、對應用場景的準確把握以及成熟的品質控制和測試平台能力都將對產品的品質和穩定性產生直接影響。產業新進者很難在短時間內累積各種技術、人員、應用場景數據，技術障礙較高。