文/佑尚
公共直流快充桩呈加速发展态势。
电动汽车充电模块是充电系统中的核心组件。它在政策和市场的指引下,也在上下游行业技术更新的驱动下。始终在朝着高功率、高效率、高频化、小型化、智能化、宽电压范围等方面不断进步。
本报告展开分析的维度包括市场现状、竞争格局、技术趋势等。同时结合头部企业的战略布局,以此来揭示行业未来的发展方向与机遇。
一、市场现状:规模扩张与技术迭代并行
它占充电桩硬件成本的 50%左右。
下游市场一直保持繁荣,这给充电模块行业的发展带来了很大的增长空间。到 2025 年的时候,在中国新能源汽车渗透率突破 50%,并且车桩比优化到 2:1 的这种背景之下,充电模块市场将会呈现出爆发式的增长态势。
预测显示,到 2030 年全球充电模块市场会攀升到 928 亿元。年复合增长率接近 40%。其驱动因素包含以下方面:
中国的新基建政策在持续加强力度。各国都在加快推进燃油车的禁售计划,像挪威是 2025 年,德国是 2030 年。这种情况倒逼了新能源汽车渗透率的提升,在中国,2024 年新能源汽车的渗透率已经接近 50%。
技术进行迭代:早期是 15kW 模块,之后向 40kW 及以上的大功率发展演进。液冷散热成为主流,宽电压覆盖 50—1000V 也成为主流,智能化成为主流,高效率成为主流。随着微电网快速发展,V2G 双向充放电也会成为主流。
市场需求方面,2022 年中国车桩比为 2.5:1,到 2024 年优化至 2.4:1,与 1:1 的目标还有差距。2025 年,公共直流充电桩预计会新增 52.2 万台,这会促使充电模块需求上升到 300 万台以上。
二、竞争格局:头部品牌主导,集中度提升
头部企业凭借技术的迭代以及规模效应而占据主导地位。其中,英飞源占据市场半壁江山以上,优优绿能占据市场半壁江山以上,特来电也占据市场半壁江山以上。
英飞源的市占率约为 29.24%,其主要致力于公共快充以及 V2G 技术。在 2024 年,该公司的液冷模块出货量超过了 2 万台,其在液冷模块市场的市占率达到了 90%。
优优绿能的市占率约为 21.65%,其外销占比为 40%。它是唯一掌握直通风、独立风道、液冷三大散热技术的企业。该企业的模块功率可覆盖 15 - 40kW,在 5 年的时间里,TCO 能够节省 1.2 万元。
特来电的市占率约为 15.13%。它是业内唯一一家具备“模块+设备+平台+运营+运维”全链条布局的企业,并且自研自产全防护 SiC 模块。其累计模块发货量已经超过 200 万台,在 2024 年 40kW 模块的出货量达到了 30 万台。通过智能运维,能够降低运营商 30%的维护成本。
·梯队划分:
第一梯队包括英飞源、优优绿能、特来电、通合科技,它们占据了近 80%的份额,头部效应较为显著。
第二梯队:(盛弘股份、永联科技、英可瑞等)聚焦细分市场;
第三梯队包括星源博瑞、凌康等新秀,这些新秀主要致力于区域市场的开拓以及满足差异化的需求。
从市场格局方面来看,充电模块因具有较高的技术门槛,所以只有少数企业掌握了其核心技术和生产工艺。在这种情况下,模块厂商的数量近年来相对来说变化不大。未来,产业的集中度将会进一步提升,竞争格局也会越来越明朗。
三、主流品牌产品与技术对比
业内主流 40kW SiC 高效充电模块的主要参数对比如下表所示:
通合科技 40kW 量产模块的转换效率为 97.2%;特来电 40kW 量产模块的转换效率是 97.17%;英飞源、优优绿能 40kW 量产模块的转换效率为 97%。
防护散热技术方面,业内常见的有 4 种常规方式,分别是风冷+三防、风冷+灌胶、液冷以及 IP65 独立风道。目前液冷充电模块的应用还处于刚开始的阶段。英飞源在 2024 年全液冷整桩的出货量超过了 1000 套,并且配套有 40kW 液冷模块;液冷模块的出货量超过了 20000 个,其液冷模块的市占率达到了 90%以上。
智能运维方面,AI 技术在模块的智能运维、故障预测以及寿命管理等领域得到广泛应用。特来电借助 AI 混合算法对模块数据展开分析,能够提前察觉到潜在问题,并且优化运维策略,从而进一步提高了模块的可靠性以及运维效率。
四、发展趋势:技术突破与场景深化
1、模块功率迭代升级:
功率模块在进行迭代升级,这推动了充电设施的性能提升。目前,40kW 模块凭借其高性价比以及成熟的技术,在 2024 年的市场中占据了主导地位。像英飞源、特来电等头部企业已经实现了对 40kW 模块的规模应用,从而支撑了主流快充站的高效运营。
2025 年值得展望,60kW 模块会在重卡和超充领域占据主流地位,目的是满足更高的功率需求。与此同时,比亚迪、极氪等车企在推进兆瓦级超充布局,80kW 和 120kW 模块已处于规划阶段。技术方面,全碳化硅(SiC)材料的应用使得功率密度有了显著提升。然而,对于 120kW 模块来说,其商业化还面临着散热和成本平衡方面的难题。目前,行业正在通过创新设计策略来寻求突破。
2、高防护技术百花齐放
在强制风冷模块方面,在早期(也就是 2019 年之前),这个行业大多使用三防漆结合点胶工艺,这种方式成本较低,但是防护效果有限。有部分厂家尝试了化学镀膜,然而由于工艺比较复杂,所以并没有得到普及。在 2019 年到 2023 年期间,正面灌胶搭配背面采用三防密闭仓成为了主流,既能够实现散热与防护的平衡,又比较成熟且经济。2024 年开始,出现了正反面灌胶工艺。这种工艺使得防护等级得到了提升。然而,它也给散热和维修带来了挑战。
多种技术路线的发展,正在持续提升充电桩电源模块在复杂环境下的适应性和可靠性。
3、V2G与车网互动
V2G 技术的应用让电动汽车具备了分布式移动储能单元的功能,能够减轻电网的压力,还可以实现削峰填谷,同时也能为用户带来收益。双向 AC/DC 模块作为核心电能转换单元,它是充电模块关键的演化方向。英飞源在国网和南网的 V2G 市场占有率超过 80%。特来电已经累计发货 3000 多台 V2G 模块。特来电支持全国 700 多座光储充放示范场站的建设。优优绿能推出了储充一体化方案。该方案支持削峰填谷以及电网调频。
近期(2023 - 2025 年),V2G 以光储充放一体化场站作为核心,对商业模式进行验证。例如特来电场站通过优先消纳光伏电力、利用储能进行调频以及 V2G 来填谷,从而实现 80%以上的绿电利用率。中期(2025 - 2030 年),V2G 的驻地化设备得到普及,形成了虚拟电厂的聚合能力。像优优绿能能够支持家庭光伏与 V2G 相结合,以此降低家庭的用电成本。远期(2030 年及以后),构网型 V2G 成为新型电力系统的基本组成部分。它借助虚拟同步机(VSG)技术来为电网提供支撑。电动汽车作为移动储能单元,能够为局部电网提供紧急电源,具备黑启动能力。并且,电动汽车可通过聚合商(例如特来电、星星充电、国家电网等)参与电力市场,从而对能源供需格局进行重构。
4、智能运维与AI混合模型
充电模块的智能运维工作在进行,同时还在进行故障与寿命预测,以及 AI 混合模型的应用,这些都在推动着行业技术的革新。智能运维借助 AI 健康监测系统以及模块级数据挖掘,能够实现对充电模块的实时监控与管理。特来电具备智能运维以及故障自修复的功能,这有助于运营商把运维成本降低 30%,同时还能提升模块的可靠性。星源博锐的智能运维系统能够实现模块寿命的预测、故障的预警、电网的监测以及环境的感知等功能。
AI 算法和大数据模型使得充电模块的寿命预测、故障预警和远程诊断成为可能。AI 混合模型将电化学和机器学习技术相结合,利用海量数据对算法进行迭代优化,从而能够精准预测模块的健康状态和剩余寿命。并且通过云平台实现了远程运维,这样既提升了充电模块的运维效率,又为模块全生命周期管理提供了有力支持。
5、兆瓦级超充初现端倪
汽车动力电池及三电技术持续进步,800V 高压平台车型已步入规模化应用阶段,像比亚迪、小鹏等车企都推出了适配车型。要满足这些车型的充电需求,充电模块的输出电压被扩展到了 1000V,宽电压范围(50—1000V)已成为行业的主要趋势,这样就有效解决了多车型兼容的难题。未来,由于更大功率充电需求在不断增长,最高电压等级有希望拓宽到 1500V 平台。然而,要实现这一目标,仍然需要突破材料、成本以及生态协同等方面的瓶颈。
兆瓦级超充技术开始逐渐显现出来,成为行业发展的新方向。比亚迪等企业已经宣告新一代高端车型会支持兆瓦级充电技术,并且国内充电桩的龙头企业特来电也已经搭建起覆盖乘用车和商用车全场景的兆瓦级充电网络。这一发展趋势将会对行业竞争格局进行重新塑造,给充电模块市场带来新的增长机会。
总结
突破始终是产业变革的首要推动力。充电模块作为连接电网与新能源汽车的关键部分,被称为“能量枢纽”。它的技术突破正在对充电效率和用户体验进行重新构建。海外高毛利的空间促使国产模块加快出海的步伐。液冷成为竞争分水岭,V2G 成为竞争分水岭,智能化成为竞争分水岭。企业既要在技术迭代中寻找平衡点,又要在生态合作中寻找平衡点。用户需要根据场景需求来做决策,用户需要根据认证标准来做决策,用户需要根据长期成本来做决策,从而把握技术升级的行业红利。