充電模塊為新能源車(chē)直流充電設(shè)備“心臟” 行業(yè)技術(shù)正向大功率、高轉(zhuǎn)換率方向發(fā)展

一、被譽(yù)為新能源汽車(chē)直流充電設(shè)備的“心臟”，未來(lái)充電效率提升主要依賴(lài)于充電模塊性能提升

根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)充電模塊行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析與投資前景研究報(bào)告（2025-2032年）》顯示，充電模塊是實(shí)現(xiàn)整流、逆變、濾波等功率變換的基本單元，其主要作用是將電網(wǎng)中的交流電轉(zhuǎn)換為可供電池充電的直流電。也正因其復(fù)雜的技術(shù)，充電模塊的可靠性、轉(zhuǎn)化效率和智能運(yùn)維成為了各大運(yùn)營(yíng)商提升用戶(hù)體驗(yàn)的必需。

充電模塊性是新能源汽車(chē)直流充電設(shè)備的核心部件，其能直接影響直流充電設(shè)備的整體性能，同時(shí)關(guān)系到充電安全等問(wèn)題，被譽(yù)為直流充電設(shè)備的“心臟”。從直流充電樁成本構(gòu)成來(lái)看，充電模塊成本占比能達(dá)到50%。目前，充電模塊的技術(shù)力量正日益成為新能源汽車(chē)直流充電設(shè)備行業(yè)的核心與基石。

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未來(lái)新能源汽車(chē)充電設(shè)備充電效率的提升主要依賴(lài)于充電模塊的性能提升。一方面，更多的充電模塊并聯(lián)將會(huì)直接增加充電模塊的價(jià)值量；另一方面，充電模塊單體功率等級(jí)和功率密度的提升，依賴(lài)于硬件電路和控制軟件的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵零部件的技術(shù)突破。而這些是充電樁整樁功率提升的關(guān)鍵技術(shù)，也將帶來(lái)充電模塊價(jià)值量的進(jìn)一步提升。

二、我國(guó)大陸新能源汽車(chē)快速發(fā)展帶來(lái)發(fā)展機(jī)會(huì)

充電模塊作為新能源汽車(chē)直流充電設(shè)備的核心部件，將直接受益于新能源汽車(chē)及充換電設(shè)備設(shè)施行業(yè)的發(fā)展。近年來(lái)基于對(duì)能源安全和環(huán)境保護(hù)的考慮，同時(shí)為推動(dòng)我國(guó)從汽車(chē)大國(guó)邁向汽車(chē)強(qiáng)國(guó)，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和升級(jí)，我國(guó)政府積極推動(dòng)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在產(chǎn)業(yè)政策扶持下，我國(guó)大陸新能源汽車(chē)年度產(chǎn)銷(xiāo)量、保有量保持持續(xù)增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。尤其是進(jìn)入2021年，我國(guó)新能源汽車(chē)進(jìn)入“后補(bǔ)貼時(shí)代”，行業(yè)發(fā)展驅(qū)動(dòng)力由政策端轉(zhuǎn)移至市場(chǎng)端，滲透率水平突破10%臨界點(diǎn)并加速增長(zhǎng)，年產(chǎn)銷(xiāo)增速連續(xù)4年超過(guò)30%。2024年，新能源汽車(chē)年產(chǎn)銷(xiāo)首次跨越1000萬(wàn)輛大關(guān)，分別完成1288.8萬(wàn)輛和1286.6萬(wàn)輛，同比分別增長(zhǎng)34.4%和35.5%。新能源汽車(chē)保有量達(dá)到3140萬(wàn)輛?，占汽車(chē)總量的8.90%；其中純電動(dòng)汽車(chē)保有量為2209萬(wàn)輛，占新能源汽車(chē)保有量的70.34%。

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三、直流充電樁成市場(chǎng)主流，充電模塊進(jìn)入需求拉動(dòng)發(fā)展階段

目前，充電模塊塊最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)樾履茉雌?chē)直流充電樁，因此直流充電樁市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)直接帶動(dòng)充電模塊市場(chǎng)規(guī)模的增長(zhǎng)，也推動(dòng)充電模塊產(chǎn)品和技術(shù)的升級(jí)。一方面，充電模塊是直流充電樁實(shí)現(xiàn)其功能的核心部件，其成本占據(jù)整個(gè)直流充電樁成本的 45%至 55%左右，因此隨著直流充電樁整體市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)，充電模塊將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)增量空間；另一方面，應(yīng)新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航里程提升和快速充電的要求，為解決新能源汽車(chē)的大規(guī)模應(yīng)用所面臨的充電難、充電慢問(wèn)題，大功率直流充電樁已成為剛性需求，進(jìn)而對(duì)充電模塊產(chǎn)品提出了更高的技術(shù)要求，迫使充電模塊廠商在材料、工藝、技術(shù)等方面進(jìn)行不斷調(diào)整，推動(dòng)充電模塊產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級(jí)和產(chǎn)品迭代。

與此同時(shí)，近年在新能源汽車(chē)發(fā)展下，充電樁建設(shè)早期由政府主導(dǎo)，現(xiàn)正從政策驅(qū)動(dòng)向需求拉動(dòng)轉(zhuǎn)型。因新能源汽車(chē)保有量攀升，需提升充電樁布局密度、縮短充電時(shí)間，直流充電樁充電快，契合用戶(hù)應(yīng)急充電需求，能解里程與充電焦慮，新建公共充電樁中直流快充市場(chǎng)規(guī)模增長(zhǎng)快且成主流趨勢(shì)。總之，新能源汽車(chē)保有量增長(zhǎng)要求充電樁配套同步提升，直流充電樁成主流，充電模塊進(jìn)入需求拉動(dòng)發(fā)展階段。

縱觀2018- 2024年6月末中國(guó)大陸公共充電樁中直流充電樁和交流充電樁的比例變化，公共直流充電樁樁占比從 2018 年末的 36.62%上升至 2024年 6 月末的 44.59%，呈明顯上升的趨勢(shì)。雖然目前直流充電樁與交流充電樁相比功率較大，充電速度更快，但建設(shè)成本較高，占地面積較大，對(duì)電網(wǎng)供電能力要求較高，因此數(shù)量相對(duì)較少。但隨著用戶(hù)對(duì)快速充電需求的增加，提高新能源汽車(chē)充電速度將是行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)直流充電樁占比有望進(jìn)一步提升。充電模塊作為直流充電樁的核心部件，未來(lái)也將迎來(lái)廣闊的市場(chǎng)空間。

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四、市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2025年將達(dá)到107.45億元

充電模塊是充電樁的核心，是構(gòu)建高功率充電基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵，成為新基建的重要部分。隨著新能源汽車(chē)和充電樁的高速發(fā)展，我國(guó)充電模塊市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大。。數(shù)據(jù)顯示，在2022年我國(guó)充電模塊市場(chǎng)規(guī)模達(dá)53.14億元，同比增長(zhǎng)119.8%；預(yù)計(jì)到2025年我國(guó)充電模板行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了107.45億元。

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此外歷經(jīng)多年的激烈競(jìng)爭(zhēng)，目前我國(guó)充電模塊行業(yè)實(shí)現(xiàn)了行業(yè)的深度整合與凈化。與下游充電樁制造商和運(yùn)營(yíng)商的廣泛競(jìng)爭(zhēng)格局不同，當(dāng)前充電模塊行業(yè)的參與者數(shù)量相對(duì)有限，市場(chǎng)呈現(xiàn)較為集中的態(tài)勢(shì)。根據(jù)最新數(shù)據(jù)，自2015年底的近40家供應(yīng)商，經(jīng)過(guò)市場(chǎng)的嚴(yán)格篩選與淘汰，如今僅剩下約10家活躍在市場(chǎng)前沿，這些企業(yè)憑借卓越的技術(shù)實(shí)力、穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量以及良好的市場(chǎng)口碑，成為行業(yè)的佼佼者。其中，英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能、易能時(shí)代、永聯(lián)科技等企業(yè)以其突出的表現(xiàn)成為行業(yè)內(nèi)的代表性企業(yè)。

五、技術(shù)上不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉(zhuǎn)換效率發(fā)展，企業(yè)需不斷創(chuàng)新與升級(jí)來(lái)構(gòu)建自身核心技術(shù)壁壘

隨著充電模塊迎來(lái)較大的市場(chǎng)需求，技術(shù)上也不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉(zhuǎn)換效率發(fā)展。例如快充需求促使充電模塊向大功率發(fā)展，其實(shí)現(xiàn)途徑有并聯(lián)充電模塊或提升單體功率。目前我國(guó)充電模塊已發(fā)展至第三代，大功率成主流且功率密度同步提升。具體如下：

大功率：隨著新能源汽車(chē)的技術(shù)發(fā)展，動(dòng)力電池容量和充電倍率得到有效提升，為匹配快充需求，直流充電樁的輸出功率也朝著更大方向發(fā)展。作為直流充電樁的核心部件，單個(gè)充電模塊的功率大小和充電模塊的數(shù)量直接決定了直流充電樁的功率大小。據(jù)了解，充電模塊的功率已從早期的3kW、7.5kW、15kW逐步演進(jìn)至現(xiàn)在的20kW、30kW，并繼續(xù)向40kW、50kW、60kW等更高功率等級(jí)邁進(jìn)。這種功率的升級(jí)不僅意味著單位時(shí)間內(nèi)能輸出更多的電能，更使得充電模塊產(chǎn)品的價(jià)值量和盈利能力得到顯著提升。隨著技術(shù)的進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，充電模塊行業(yè)將繼續(xù)迎來(lái)更多的發(fā)展機(jī)遇。

高效率：充電模塊的效率通常指轉(zhuǎn)換效率，即充電模塊的輸出功率和輸入功率的比值，體現(xiàn)充電模塊對(duì)電能的利用效率。充電模塊從電網(wǎng)獲取的電能在工作過(guò)程中會(huì)有不同程度的能量損耗，轉(zhuǎn)換效率越高，能量損耗則越低。具有高轉(zhuǎn)換效率的充電模塊為用戶(hù)節(jié)省了電費(fèi)，節(jié)約了能源，是充電模塊綠色環(huán)保發(fā)展趨勢(shì)下的必然要求。

高功率密度：提高直流充電設(shè)備輸出功率主要通過(guò)增加充電模塊數(shù)量或提高單個(gè)充電模塊的功率，以提高直流充電設(shè)備總功率的方式實(shí)現(xiàn)。在充電樁體積一定的情況下，無(wú)法持續(xù)通過(guò)增加充電模塊數(shù)量以提升單樁功率，而提高單個(gè)充電模塊的功率密度是實(shí)現(xiàn)單樁功率提升的有效路徑。

寬電壓范圍：不同新能源汽車(chē)車(chē)型具備不同的充電電壓等級(jí)，直流充電設(shè)備要想滿(mǎn)足新能源汽車(chē)充電需求，需要輸出相對(duì)應(yīng)的電壓，而直流充電設(shè)備的輸出電壓范圍取決于充電模塊的輸出電壓范圍。目前，新能源汽車(chē)根據(jù)帶電量不同選擇不同的充電電壓等級(jí)，一般新能源小型代步車(chē)的充電電壓通常為 48V、60V 和 72V；一般新能源乘用車(chē)的充電電壓范圍約為 250V 至 450V；新能源大巴車(chē)、公交車(chē)等中大型車(chē)輛由于帶電量較大，其充電電壓范圍約為 450V 至 700V；保時(shí)捷 Taycan、小鵬G9 等高壓車(chē)型充電電壓可達(dá) 800V。未來(lái)，隨著對(duì)續(xù)航里程、充電速度要求的提高，部分新能源汽車(chē)電壓范圍有望升至 1000V。

溫控能力的提升：目前，行業(yè)普遍采用直通風(fēng)冷技術(shù)散熱，但隨著輸出功率的增大，散熱風(fēng)扇的功率需求也隨之增加，導(dǎo)致噪音問(wèn)題日益突出。特別是在室外環(huán)境中，灰塵、鹽霧、水氣等環(huán)境因素會(huì)進(jìn)一步加劇樁內(nèi)積灰，增加故障率。因此，如何提升充電模塊的溫控能力，確保其在各種環(huán)境條件下都能穩(wěn)定運(yùn)行，成為了品質(zhì)要求的重要一環(huán)。

總體來(lái)看，面對(duì)高功率密度、寬電壓范圍、高轉(zhuǎn)換效率的市場(chǎng)需求，充電模塊廠商需要不斷創(chuàng)新與升級(jí)底層技術(shù)，構(gòu)建自身的核心技術(shù)壁壘。這將成為未來(lái)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵所在，也只有掌握了核心技術(shù)，企業(yè)才能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。

六、技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)，單W價(jià)格逐步趨于穩(wěn)定

隨著行業(yè)技術(shù)進(jìn)步以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈推動(dòng)，近年我國(guó)直流充電模塊的單W價(jià)格逐步趨于穩(wěn)定。同時(shí)大功率化的趨勢(shì)進(jìn)一步增強(qiáng)了產(chǎn)品的價(jià)值量和盈利能力。2016-2022年，我國(guó)直流充電模塊的單W價(jià)格經(jīng)歷了顯著的下降，從約1.2元降至0.13元/W，降幅高達(dá)89%，這體現(xiàn)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈與產(chǎn)業(yè)的快速成熟。

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七、目前在充電模塊成本構(gòu)成中，半導(dǎo)體功率器件占比最高

從上游成本構(gòu)成來(lái)看，充電模塊主要由半導(dǎo)體功率器件、磁性元件、PCB、電容、機(jī)箱風(fēng)扇、集成電路等構(gòu)成。其中半導(dǎo)體功率器件占比最高，占比為30%；其次是磁性元件，成本構(gòu)成占比為25%。

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