文/佑尚

2024年,我國已建成充電樁1281.8萬個(gè),形成全球最大規(guī)模充電網(wǎng)絡(luò),15分鐘充電80%的快充技術(shù)實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)應(yīng)用。據(jù)中國充電聯(lián)盟預(yù)測(cè),2025年,中國公共充電樁數(shù)量預(yù)計(jì)新增103.8萬臺(tái),總保有量達(dá)461.7萬臺(tái),其中公共直流快充樁占比將提升至42%以上,呈加速發(fā)展態(tài)勢(shì)。

作為充電系統(tǒng)中的核心組件,電動(dòng)汽車充電模塊在政策和市場(chǎng)的指引及上下游行業(yè)技術(shù)更新的驅(qū)動(dòng)下,始終朝著高功率、高效率、高頻化、小型化、智能化、寬電壓范圍等方面持續(xù)進(jìn)步。

本報(bào)告從市場(chǎng)現(xiàn)狀、競(jìng)爭(zhēng)格局、技術(shù)趨勢(shì)等維度展開分析,結(jié)合頭部企業(yè)的戰(zhàn)略布局,揭示行業(yè)未來發(fā)展方向與機(jī)遇。

一、市場(chǎng)現(xiàn)狀:規(guī)模擴(kuò)張與技術(shù)迭代并行

充電模塊(Charging Module)是電動(dòng)汽車充電設(shè)備中的核心電力電子部件,承載著將電網(wǎng)交流電(AC)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車電池所需直流電(DC)的核心功能,并實(shí)現(xiàn)電壓、電流的精準(zhǔn)調(diào)控。作為充電樁的“心臟”,充電模塊的性能直接決定充電效率、設(shè)備可靠性及用戶體驗(yàn),占充電樁硬件成本的50%左右。

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下游市場(chǎng)的持續(xù)繁榮為充電模塊行業(yè)發(fā)展帶來廣闊的增長(zhǎng)空間。2025年,中國充電模塊市場(chǎng)在新能源汽車滲透率突破50%、車樁比優(yōu)化至2:1的背景下,將呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)。

據(jù)預(yù)測(cè),到2030年全球充電模塊市場(chǎng)將攀升至928億元,年復(fù)合增長(zhǎng)率近40%。驅(qū)動(dòng)因素包括:

?政策支持:中國新基建政策持續(xù)加碼,各國加速燃油車禁售計(jì)劃(如挪威2025年、德國2030年),倒逼新能源汽車滲透率提升(中國2024年滲透率近50%)。

?技術(shù)迭代:從早期15kW模塊向40kW及以上大功率演進(jìn),液冷散熱、寬電壓(覆蓋50—1000V)、智能化、高效率成為主流方向;隨著微電網(wǎng)的快速發(fā)展,V2G雙向充放電也將成為主流。

?市場(chǎng)需求:中國車樁比從2022年的2.5:1優(yōu)化至2024年的2.4:1,距離1:1目標(biāo)仍有差距。2025年,公共直流充電樁預(yù)計(jì)新增52.2萬臺(tái),推動(dòng)充電模塊需求攀升至300萬臺(tái)以上。

二、競(jìng)爭(zhēng)格局:頭部品牌主導(dǎo),集中度提升

頭部企業(yè)憑借技術(shù)迭代與規(guī)模效應(yīng)占據(jù)主導(dǎo)地位,英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能、特來電占據(jù)市場(chǎng)半壁江山以上:

·英飛源:市占率約29.24%,主攻公共快充與V2G技術(shù),2024年液冷模塊出貨量超2萬臺(tái)(市占率90%)。

·優(yōu)優(yōu)綠能:市占率約21.65%,外銷占比40%,唯一掌握直通風(fēng)、獨(dú)立風(fēng)道、液冷三大散熱技術(shù)的企業(yè),模塊功率覆蓋15-40kW,5年TCO節(jié)省1.2萬元。

·特來電市占率約15.13%,業(yè)內(nèi)唯一“模塊+設(shè)備+平臺(tái)+運(yùn)營+運(yùn)維”全鏈條布局企業(yè),自研自產(chǎn)全防護(hù)SiC模塊;累計(jì)模塊發(fā)貨量超200萬臺(tái)(2024年40kW模塊出貨30萬臺(tái)),智能運(yùn)維降低運(yùn)營商維護(hù)成本30%。

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·梯隊(duì)劃分:

第一梯隊(duì):(英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能、特來電、通合科技)占據(jù)近80%份額,頭部效應(yīng)顯著;

第二梯隊(duì):(盛弘股份、永聯(lián)科技、英可瑞等)聚焦細(xì)分市場(chǎng);

第三梯隊(duì):(星源博瑞、凌康等)新秀,主攻區(qū)域市場(chǎng)與差異化需求。

從市場(chǎng)格局來看,由于充電模塊具有較高的技術(shù)門檻,只有少數(shù)企業(yè)掌握了核心技術(shù)和生產(chǎn)工藝,模塊廠商數(shù)量近年來相對(duì)變化不大。未來產(chǎn)業(yè)集中度還將進(jìn)一步提高,競(jìng)爭(zhēng)格局日趨明朗。

三、主流品牌產(chǎn)品與技術(shù)對(duì)比

下表所示為業(yè)內(nèi)主流40kW SiC高效充電模塊主要參數(shù)對(duì)比:

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·轉(zhuǎn)換效率:通合科技40kW量產(chǎn)模塊效率97.2%,特來電40kW量產(chǎn)模塊效率97.17%,英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能40kW量產(chǎn)模塊效率97%;

·防護(hù)散熱技術(shù):業(yè)內(nèi)有以下4種常規(guī)方式:風(fēng)冷+三防、風(fēng)冷+灌膠、液冷和IP65獨(dú)立風(fēng)道,液冷充電模塊的應(yīng)用尚處于起步階段,英飛源2024年全液冷整樁出貨超1000套,配套40kW液冷模塊;液冷模塊出貨量超20000個(gè),液冷模塊市占率達(dá)90%以上;

·智能運(yùn)維:AI技術(shù)廣泛應(yīng)用于模塊的智能運(yùn)維、故障預(yù)測(cè)和壽命管理,特來電通過AI混合算法對(duì)模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并優(yōu)化運(yùn)維策略,進(jìn)一步提升了模塊的可靠性與運(yùn)維效率。

四、發(fā)展趨勢(shì):技術(shù)突破與場(chǎng)景深化

1、模塊功率迭代升級(jí)

功率模塊迭代升級(jí)正推動(dòng)充電設(shè)施性能提升。當(dāng)前,40kW模塊憑借高性價(jià)比和成熟技術(shù)占據(jù)2024年市場(chǎng)主導(dǎo)地位,英飛源、特來電等頭部企業(yè)已實(shí)現(xiàn)規(guī)模應(yīng)用,支撐主流快充站的高效運(yùn)營。

展望2025年,60kW模塊將在重卡和超充領(lǐng)域成為主流,以滿足更高的功率需求。同時(shí),隨著比亞迪、極氪等車企推進(jìn)兆瓦級(jí)超充布局,80kW和120kW模塊已進(jìn)入規(guī)劃階段。技術(shù)層面,全碳化硅(SiC)材料的應(yīng)用顯著提升了功率密度,但120kW模塊的商業(yè)化仍需解決散熱和成本平衡難題,行業(yè)正通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)策略尋求突破。

2、高防護(hù)技術(shù)百花齊放

戶外復(fù)雜環(huán)境推動(dòng)充電模塊高防護(hù)技術(shù)革新,多種技術(shù)路線并行發(fā)展。強(qiáng)制風(fēng)冷模塊方面,早期(2019年前)行業(yè)多用三防漆結(jié)合點(diǎn)膠工藝,成本低但防護(hù)有限;部分廠家嘗試化學(xué)鍍膜,因工藝復(fù)雜未普及。2019—2023年,正面灌膠搭配背面三防密閉倉成主流,散熱與防護(hù)平衡,成熟且經(jīng)濟(jì)。2024年起,正反面灌膠工藝出現(xiàn),防護(hù)等級(jí)提升,但散熱和維修面臨挑戰(zhàn)。

液冷技術(shù)以全封閉設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)高防護(hù)(IP67以上),導(dǎo)熱效率高且低噪,但成本較風(fēng)冷高30%~50%、運(yùn)維門檻高,隨超充普及逐步放量。獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)通過物理隔離達(dá)IP54以上,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,依賴風(fēng)扇,噪音問題待解。多種技術(shù)路線的發(fā)展,正持續(xù)提升充電樁電源模塊在復(fù)雜環(huán)境下的適應(yīng)性和可靠性。

3、V2G與車網(wǎng)互動(dòng)

V2G技術(shù)的應(yīng)用使電動(dòng)汽車成為分布式移動(dòng)儲(chǔ)能單元,減輕電網(wǎng)壓力,實(shí)現(xiàn)削峰填谷,并為用戶帶來收益。雙向AC/DC模塊作為核心電能轉(zhuǎn)換單元,是充電模塊的關(guān)鍵演化方向。英飛源在國網(wǎng)/南網(wǎng)V2G市占率超80%,特來電累計(jì)發(fā)貨V2G模塊3000余臺(tái),支持全國700余座光儲(chǔ)充放示范場(chǎng)站建設(shè),優(yōu)優(yōu)綠能推出儲(chǔ)充一體化方案,支持削峰填谷與電網(wǎng)調(diào)頻。

近期(2023-2025),V2G以光儲(chǔ)充放一體化場(chǎng)站為核心,驗(yàn)證商業(yè)模式,如特來電場(chǎng)站通過光伏優(yōu)先消納、儲(chǔ)能調(diào)頻、V2G填谷,實(shí)現(xiàn)80%以上綠電利用率。中期(2025-2030),V2G駐地化設(shè)備普及,形成虛擬電廠聚合能力,如優(yōu)優(yōu)綠能支持家庭光伏+V2G,降低家庭用電成本。遠(yuǎn)期(2030+),構(gòu)網(wǎng)型V2G成為新型電力系統(tǒng)的“細(xì)胞單元”,通過虛擬同步機(jī)(VSG)技術(shù)提供電網(wǎng)支撐,電動(dòng)汽車作為移動(dòng)儲(chǔ)能單元可為局部電網(wǎng)提供緊急電源,實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)能力,并通過聚合商(如特來電、星星充電、國家電網(wǎng))參與電力市場(chǎng),重構(gòu)能源供需格局。

4、智能運(yùn)維與AI混合模型

充電模塊的智能運(yùn)維、故障與壽命預(yù)測(cè)以及AI混合模型的應(yīng)用正在推動(dòng)行業(yè)技術(shù)革新。智能運(yùn)維通過AI健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和模塊級(jí)數(shù)據(jù)挖掘,實(shí)現(xiàn)對(duì)充電模塊的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。例如,特來電智能運(yùn)維、故障自修復(fù)功能,幫助運(yùn)營商降低運(yùn)維成本30%并提升模塊可靠性,星源博銳的智能運(yùn)維系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)模塊壽命預(yù)測(cè)、故障預(yù)警、電網(wǎng)監(jiān)測(cè)和環(huán)境感知等功能。

基于AI算法和大數(shù)據(jù)模型,充電模塊的壽命預(yù)測(cè)、故障預(yù)警和遠(yuǎn)程診斷成為可能。AI混合模型結(jié)合電化學(xué)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù),通過海量數(shù)據(jù)迭代優(yōu)化算法,精準(zhǔn)預(yù)測(cè)模塊的健康狀態(tài)和剩余壽命,并通過云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程運(yùn)維,不僅提升了充電模塊的運(yùn)維效率,還為模塊全生命周期管理提供了有力支持。

5、兆瓦級(jí)超充初現(xiàn)端倪

隨著汽車動(dòng)力電池及三電技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步,800V高壓平臺(tái)車型已進(jìn)入規(guī)?;瘧?yīng)用階段,如比亞迪、小鵬等車企紛紛推出適配車型。為滿足這些車型的充電需求,充電模塊的輸出電壓已擴(kuò)展至1000V,寬電壓范圍(50—1000V)成為行業(yè)主流,有效解決了多車型兼容難題。未來,隨著更大功率充電需求的增長(zhǎng),最高電壓等級(jí)有望拓寬至1500V平臺(tái),但這一目標(biāo)仍需突破材料、成本和生態(tài)協(xié)同等瓶頸。

兆瓦級(jí)超充技術(shù)正逐漸嶄露頭角,成為行業(yè)發(fā)展的新方向。比亞迪等企業(yè)已宣布新一代高端車型將支持兆瓦級(jí)充電技術(shù),而國內(nèi)充電樁龍頭企業(yè)特來電也已構(gòu)建覆蓋乘用車、商用車全場(chǎng)景的兆瓦級(jí)充電網(wǎng)絡(luò)。這一趨勢(shì)將重塑行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局,為充電模塊市場(chǎng)帶來新的增長(zhǎng)機(jī)遇。

總結(jié)

突破永遠(yuǎn)是產(chǎn)業(yè)變革的第一推動(dòng)力,充電模塊作為連接電網(wǎng)與新能源汽車的“能量樞紐”,其技術(shù)突破正在重構(gòu)充電效率與用戶體驗(yàn)。2025年充電模塊行業(yè)正經(jīng)歷從政策驅(qū)動(dòng)到需求拉動(dòng)的轉(zhuǎn)型,呈現(xiàn)“技術(shù)主導(dǎo)、場(chǎng)景分化”特征,特來電、英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能等頭部企業(yè)通過差異化技術(shù)路線搶占市場(chǎng),海外高毛利空間推動(dòng)國產(chǎn)模塊加速出海。液冷、V2G與智能化成為競(jìng)爭(zhēng)分水嶺,企業(yè)需在技術(shù)迭代與生態(tài)合作中尋找平衡點(diǎn),用戶需根據(jù)場(chǎng)景需求、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)及長(zhǎng)期成本綜合決策,把握技術(shù)升級(jí)的行業(yè)紅利。

編輯:孔德瑄