新能源汽车充电模块行业发展机遇趋势

一、充电模块行业发展概况

充电模块是新能源汽车直流充电桩的核心。随着我国新能源汽车普及率和保有量不断提高，充电桩的需求不断增加。新能源汽车充电分为交流慢充和直流快充。直流快充具有高电压、大功率、快速充电的特点。随着市场追求充电效率，直流快充桩及充电模块市场规模不断扩大。。

2、电动汽车充电模块行业技术水平及特点

新能源汽车充电桩电动汽车充电模块行业目前具有单模块大功率、高频化、小型化、高转换效率、宽电压范围等技术特点。

从单模块功率来看，新能源充电桩充电模块行业经历了2014年7.5kW、2015年恒流20A、15kW、2016年恒功率25A、15kW等主流产品发展。分别是20kW和30kW。单模块解决方案及转换为40kW新能源充电桩电源单模块解决方案。大功率充电模块已成为未来市场发展趋势。

在输出电压方面，国家电网发布2017年版《电动汽车充电设备供应商资质与能力验证标准》指出，直流充电机输出电压范围为200-750V，恒功率电压至少覆盖400-500V 和 600-750V 范围。因此，各模块厂家一般都会设计200-750V的模块，满足恒功率要求。随着电动汽车续航里程的增加以及新能源汽车用户减少充电时间的需求，业界提出了800V超级快充架构，部分企业实现了宽范围直流充电桩充电模块的供应。输出电压范围200-1000V。。

在充电模块高频化、小型化方面，新能源充电桩电源单机模块功率有所增加，但其体积却无法成比例扩大。因此，提高开关频率、集成磁性元件成为提高功率密度的重要手段。

在充电模块效率方面，新能源充电桩充电模块行业各大公司普遍最高峰值效率达到95%-96%。未来，随着第三代功率器件等电子元器件的发展以及电动汽车800V甚至更高电压平台的普及，行业有望迎来峰值效率超过98%的产品。

随着充电模块功率密度的提高，也带来了更大的散热问题。在充电模块的散热方面，目前业界主流的散热方式是强制风冷，也有封闭式冷风道、水冷等方式。风冷具有成本低、结构简单等优点。但随着散热压力的进一步增大，风冷散热能力有限、噪声高等缺点将进一步显现。为充电模块和枪管配备液冷已成为主要解决方案。技术方向。

3、技术进步加速新能源产业渗透的发展机遇

近年来，新能源行业技术不断进步和突破，渗透率的提升推动了上游充电模块行业的不断发展。电池能量密度的大幅提升解决了新能源汽车续航里程不足的问题，大功率充电模块的应用大大缩短了充电时间，从而加速了新能源汽车的普及和配套充电桩的建设。未来，光储充一体化、V2G车网一体化等技术的融合和深化应用，有望进一步加速新能源产业渗透和消费普及。

4、行业竞争格局：充电模块行业竞争充分，产品市场空间大。

充电模块是直流充电桩的核心部件。随着全球新能源汽车普及率的提高，消费者对充电续航里程和充电便利性越来越焦虑。直流快充充电桩市场需求爆发，国内充电桩运营市场从早期以国家电网为主力多元化发展。一批兼具充电桩设备制造和运营能力的社会资本运营商迅速崛起。国内充电模块厂商为配套充电桩建设不断扩大产销规模，综合竞争力不断增强。。

目前，充电模块经过多年的产品迭代和发展，行业竞争已经充分。主流产品向高电压、高功率密度方向发展，产品市场空间大。行业企业主要通过不断改进产品拓扑、控制算法、优化硬件和生产系统等来获得更高的市场份额和利润水平。

5、电动汽车充电模块发展趋势

随着充电模块迎来巨大的市场需求，技术不断向高功率密度、宽电压范围、高转换效率方向发展。

1）政策驱动转向需求驱动

为支持和促进新能源汽车发展，充电桩建设前期主要由政府主导，通过政策支持逐步引导行业发展走向内生驱动模式。2021年以来，新能源汽车快速发展，对配套设施和充电桩建设提出巨大需求。充电桩行业正在完成从政策驱动到需求驱动的转变。

面对不断增加的新能源汽车数量，除了增加充电桩布局密度外，还必须进一步缩短充电时间。直流充电桩充电速度更快、充电时间更短，更适合电动汽车用户临时、应急充电需求，能有效解决电动汽车续航里程焦虑、充电焦虑等问题。因此，近年来，新建充电桩尤其是公共充电桩的直流快充市场规模快速增长，已成为国内不少核心城市的主流趋势。

综上所述，一方面，随着新能源汽车保有量持续增长，充电桩配套建设需要不断完善。另一方面，电动汽车用户普遍追求直流快充。直流充电桩已成为主流趋势，充电模块也进入需求。以拉力为主要推动力的发展阶段。

(2)功率密度高、电压范围宽、转换效率高

所谓快充，就是指高充电功率。因此，在快充需求不断增长的情况下，充电模块不断向大功率方向发展。充电桩的高功率是通过两种方式实现的。一是多个充电模块并联，实现功率叠加；二是增加充电模块的单次功率。基于提高功率密度、缩小空间、降低电气架构复杂度的技术需求，提高单个充电模块的功率是长期发展趋势。我国充电模块经历了三代发展，从第一代7.5kW到第二代15/20kW，现在正处于从第二代到第三代30/40kW的转换期。大功率充电模块已成为市场主流。同时，基于小型化的设计原则，充电模块的功率密度也随着功率等级的提升而同步提升。

实现更高功率水平的直流快充有两种途径：提高电压和提高电流。大电流充电方案最先被特斯拉采用。优点是元件优化成本较低，但大电流会带来较高的热损耗，对散热要求较高，且较​​粗的导线降低了便利性，推广程度较小。高压解决方案是提高充电模块的最大工作电压。是目前汽车制造商常用的车型。可以兼顾降低能耗、提高电池寿命、减轻重量、节省空间等优点。高压解决方案要求电动汽车配备高压平台以支持快速充电应用。目前，车企普遍采用的快充方案是400V高压平台。随着800V电压平台的研究和应用，充电模块的电压水平将进一步提高。

转换效率的提升是充电模块始终追求的技术指标。转换效率的提高意味着更高的充电效率和更低的损耗。目前充电模块最高峰值效率一般为95%~96%。未来，随着第三代功率器件等电子元器件的发展，充电模块输出电压向800V甚至1000V迈进，转换效率将进一步提高。

（三）电动汽车充电模块价值提升

充电模块是直流充电桩的核心部件，约占充电桩硬件成本的50%。未来充电效率的提升主要取决于充电模块性能的提升。一方面，并​​联更多的充电模块会直接增加充电模块的价值；另一方面，单个充电模块功率水平和功率密度的提升取决于硬件电路和控制软件的优化设计以及关键器件的技术。突破，这些都是提升整个充电桩功率的关键技术，将进一步提升充电模块的价值。

6、电动汽车充电模块行业技术壁垒

电源技术是集电路拓扑技术、数字技术、磁性技术、元件技术、半导体技术、热设计技术于一体的交叉学科。这是一个技术密集型产业。充电模块作为直流充电桩的心脏，直接决定充电桩的充电效率、运行稳定性、安全可靠性，其重要性和价值凸显。一款产品从技术研发到终端应用，都需要大量的资源和专业人才的投入。如何选择电子元器件和布局、软件算法升级和迭代、对应用场景的准确把握以及成熟的质量控制和测试平台能力都将对产品的质量和稳定性产生直接影响。行业新进入者很难在短时间内积累各种技术、人员、应用场景数据，技术壁垒较高。