新能源汽車充電模組產業發展機會趨勢

1. 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部件。隨著新能源車在中國的普及率和保有量不斷提高，對充電樁的需求也日益增長。新能源汽車充電分為交流慢充和直流快充。直流快充具有電壓高、功率大、充電速度快的特性。隨著市場對充電效率的追求，直流快充樁和充電模組的市場規模也不斷擴大。

2.電動車充電模組產業的技術水準與特點

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

就單模組功率而言，新能源充電樁充電模組產業經歷了2014年7.5kW、2015年恆流20A和15kW、2016年恆功率25A和15kW的主流產品發展階段。目前主流應用的充電模組功率為20kW和30kW。單模組解決方案以及向40kW新能源充電樁供電單模組解決方案的轉換也正在發展中。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，國家電網發表的2017版《電動車充電設備供應商資質能力驗證標準》規定，直流充電器的輸出電壓範圍為200-750V，恆定功率電壓至少涵蓋400-500V和600-750V兩個範圍。因此，所有模組製造商通常設計200-750V的模組，並滿足恆功率需求。隨著電動車續航里程的增加以及新能源汽車用戶對縮短充電時間的需求，業界提出了800V超快充電架構，一些公司已經實現了200-1000V寬輸出電壓範圍的直流充電樁模組的供應。

在高頻小型化方面，新能源充電樁電源單機模組的功率雖然有所提升，但體積卻無法成比例增加。因此，提高開關頻率和整合磁性元件已成為提高功率密度的重要手段。

就充電模組效率而言，新能源充電樁充電模組產業的主要企業一般最高峰值效率可達95%-96%。未來，隨著第三代功率元件等電子元件的發展，以及800V甚至更高電壓平台電動車的普及，預計該產業將迎來峰值效率超過98%的產品。

隨著充電模組功率密度的提高，散熱問題也日益突出。目前，業界主流的充電模組散熱方式是強制風冷，此外還有封閉式冷風道和水冷等方法。風冷具有成本低、結構簡單的優點，但隨著散熱壓力的進一步增大，風冷散熱能力有限、噪音高的缺點也愈發明顯。因此，為充電模組和槍管配備液冷系統已成為重要的解決方案和技術方向。

3. 科技進步加速了新能源產業滲透的發展機會。

近年來，新能源產業技術不斷取得進步和突破，滲透率的提高帶動了上游充電模組產業的持續發展。電池能量密度的顯著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幅縮短了充電時間，從而加速了新能源汽車的普及和配套充電樁的建設。未來，光儲存與充電一體化、V2G車網整合等技術的融合與深化應用，可望進一步加速新能源產業的滲透與消費的普及。

4. 產業競爭格局：充電模組產業競爭激烈，產品市場空間大。

充電模組是直流充電樁的核心部件。隨著全球新能源車滲透率的不斷提高，消費者對充電續航里程和充電便利性的關注度日益提升。市場對直流快充充電樁的需求爆炸性成長，國內充電樁營運市場也從早期以國家電網為主導的多元化發展模式迅速發展壯大。一群兼具充電樁設備製造和營運能力的社會資本業者也迅速湧現。國內充電模組廠商持續擴大生產銷售規模，為充電樁建設提供配對支持，綜合競爭力不斷增強。

目前，經過多年充電模組產品的迭代開發，產業競爭已相當激烈。主流產品正朝著高電壓、高功率密度發展，市場空間廣闊。業內企業主要透過不斷改進產品拓撲結構、控制演算法，優化硬體和生產系統等方式，來獲取更高的市場份額和利潤水平。

5. 電動車充電模組的發展趨勢

隨著充電模組帶來巨大的市場需求，技術不斷朝著高功率密度、寬電壓範圍和高轉換效率的方向發展。

1）從政策驅動型轉變為需求驅動型

為了支持和促進新能源汽車的發展，充電樁建設初期主要由政府主導，並透過政策支持逐步引導產業發展轉向內生驅動模式。自2021年以來，新能源汽車的快速發展對配套設施和充電樁建設提出了巨大需求，充電樁產業正在完成從政策驅動向需求驅動的轉型。

面對新能源車數量的不斷增長，除了提高充電樁佈局密度外，充電時間也必須進一步縮短。直流充電樁具有更快的充電速度和更短的充電時間，更適合電動車使用者的臨時和緊急充電需求，能夠有效解決電動車的里程焦慮和充電焦慮問題。因此，近年來，新建充電樁，特別是公共充電樁的直流快充市場規模迅速成長，已成為中國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的持續增長，充電樁配套建設需要不斷完善；另一方面，電動汽車用戶普遍追求直流快充，直流充電樁已成為主流趨勢，充電模組也進入了以需求拉動為主要驅動力的發展階段。

（2）高功率密度、寬電壓範圍、高轉換效率

所謂快充，指的是高充電功率。因此，在快充需求日益增長的背景下，充電模組不斷朝著高功率方向發展。充電樁的高功率實現方式有兩種：一是將多個充電模組並聯，實現功率疊加；二是提高單一充電模組的功率。基於提高功率密度、縮小空間、降低電氣架構複雜性的技術需求，提高單一充電模組的功率是長期的發展趨勢。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，目前正處於從第二代向第三代30/40kW過渡的階段。高功率充電模組已成為市場主流。同時，基於小型化設計原則，充電模組的功率密度也隨著功率等級的提升而同步成長。

實現更高功率的直流快充有兩種途徑：提高電壓和提高電流。高電流充電方案最早由特斯拉採用。其優勢在於組件優化成本較低，但高電流會帶來更高的熱損耗，對散熱要求更高，且需要更粗的線材，從而降低便利性並在一定程度上提升性能。高電壓方案則是提高充電模組的最大工作電壓，目前是汽車製造商常用的方案。該方案兼顧了降低能耗、延長電池壽命、減輕重量和節省空間等優勢。高電壓方案要求電動車配備高壓平台以支援快充應用。目前，汽車公司常用的快充方案是400V高壓平台。隨著800V電壓平台的研發與應用，充電模組的電壓等級將會進一步提升。

轉換效率的提升是充電模組一直追求的技術指標。轉換效率的提升意味著更高的充電效率和更低的損耗。目前，充電模組的最高峰值效率一般在95%~96%之間。未來，隨著第三代功率元件等電子元件的發展，以及充電模組輸出電壓朝向800V甚至1000V邁進，轉換效率將會進一步提升。

（3）電動車充電模組的價值增加

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，並聯更多充電模組將直接提升單一充電模組的價值；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零件技術的突破。這些都是提升整個充電樁功率的關鍵技術，也將進一步提升充電模組的價值。

6. 電動車充電模組產業的技術壁壘

電源技術是一門融合電路拓樸技術、數位技術、磁性技術、元件技術、半導體技術和熱設計技術的交叉學科，屬於技術密集產業。作為直流充電樁的核心，充電模組直接決定了充電樁的充電效率、運作穩定性、安全性和可靠性，其重要性和價值十分突出。一款產品的研發需要投入大量資源與專業人員，涵蓋從技術研發到終端應用的各個環節。如何選擇合適的電子元件和佈局、軟體演算法的升級迭代、對應用場景的精準把握以及成熟的品質控制和測試平台能力，都會直接影響產品的品質和穩定性。對於新入行者而言，在短時間內累積各種技術、人員和應用場景資料並非易事，技術障礙很高。