充電模塊為新能源車直流充電設備“心臟” 行業(yè)技術正向大功率、高轉換率方向發(fā)展

2025-03-01 09:23

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一、被譽為新能源汽車直流充電設備的“心臟”，未來充電效率提升主要依賴于充電模塊性能提升

根據觀研報告網發(fā)布的《中國充電模塊行業(yè)發(fā)展現狀分析與投資前景研究報告（2025-2032年）》顯示，充電模塊是實現整流、逆變、濾波等功率變換的基本單元，其主要作用是將電網中的交流電轉換為可供電池充電的直流電。也正因其復雜的技術，充電模塊的可靠性、轉化效率和智能運維成為了各大運營商提升用戶體驗的必需。

充電模塊性是新能源汽車直流充電設備的核心部件，其能直接影響直流充電設備的整體性能，同時關系到充電安全等問題，被譽為直流充電設備的“心臟”。從直流充電樁成本構成來看，充電模塊成本占比能達到50%。目前，充電模塊的技術力量正日益成為新能源汽車直流充電設備行業(yè)的核心與基石。

數據來源：公開數據，觀研天下整理

未來新能源汽車充電設備充電效率的提升主要依賴于充電模塊的性能提升。一方面，更多的充電模塊并聯將會直接增加充電模塊的價值量；另一方面，充電模塊單體功率等級和功率密度的提升，依賴于硬件電路和控制軟件的優(yōu)化設計以及關鍵零部件的技術突破。而這些是充電樁整樁功率提升的關鍵技術，也將帶來充電模塊價值量的進一步提升。

二、我國大陸新能源汽車快速發(fā)展帶來發(fā)展機會

充電模塊作為新能源汽車直流充電設備的核心部件，將直接受益于新能源汽車及充換電設備設施行業(yè)的發(fā)展。近年來基于對能源安全和環(huán)境保護的考慮，同時為推動我國從汽車大國邁向汽車強國，實現汽車產業(yè)的戰(zhàn)略轉型和升級，我國政府積極推動新能源汽車產業(yè)的發(fā)展。在產業(yè)政策扶持下，我國大陸新能源汽車年度產銷量、保有量保持持續(xù)增長態(tài)勢。尤其是進入2021年，我國新能源汽車進入“后補貼時代”，行業(yè)發(fā)展驅動力由政策端轉移至市場端，滲透率水平突破10%臨界點并加速增長，年產銷增速連續(xù)4年超過30%。2024年，新能源汽車年產銷首次跨越1000萬輛大關，分別完成1288.8萬輛和1286.6萬輛，同比分別增長34.4%和35.5%。新能源汽車保有量達到3140萬輛?，占汽車總量的8.90%；其中純電動汽車保有量為2209萬輛，占新能源汽車保有量的70.34%。

數據來源：中國汽車工業(yè)協會，觀研天下整理

數據來源：公安部，觀研天下整理

三、直流充電樁成市場主流，充電模塊進入需求拉動發(fā)展階段

目前，充電模塊塊最主要的下游應用領域為新能源汽車直流充電樁，因此直流充電樁市場規(guī)模的增長直接帶動充電模塊市場規(guī)模的增長，也推動充電模塊產品和技術的升級。一方面，充電模塊是直流充電樁實現其功能的核心部件，其成本占據整個直流充電樁成本的 45%至 55%左右，因此隨著直流充電樁整體市場的快速增長，充電模塊將迎來廣闊的市場增量空間；另一方面，應新能源汽車續(xù)航里程提升和快速充電的要求，為解決新能源汽車的大規(guī)模應用所面臨的充電難、充電慢問題，大功率直流充電樁已成為剛性需求，進而對充電模塊產品提出了更高的技術要求，迫使充電模塊廠商在材料、工藝、技術等方面進行不斷調整，推動充電模塊產業(yè)的技術升級和產品迭代。

與此同時，近年在新能源汽車發(fā)展下，充電樁建設早期由政府主導，現正從政策驅動向需求拉動轉型。因新能源汽車保有量攀升，需提升充電樁布局密度、縮短充電時間，直流充電樁充電快，契合用戶應急充電需求，能解里程與充電焦慮，新建公共充電樁中直流快充市場規(guī)模增長快且成主流趨勢?？傊?，新能源汽車保有量增長要求充電樁配套同步提升，直流充電樁成主流，充電模塊進入需求拉動發(fā)展階段。

縱觀2018- 2024年6月末中國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。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，但建設成本較高，占地面積較大，對電網供電能力要求較高，因此數量相對較少。但隨著用戶對快速充電需求的增加，提高新能源汽車充電速度將是行業(yè)未來發(fā)展趨勢，預計未來直流充電樁占比有望進一步提升。充電模塊作為直流充電樁的核心部件，未來也將迎來廣闊的市場空間。

數據來源：公開數據，觀研天下整理

四、市場規(guī)模不斷擴大，預計到2025年將達到107.45億元

充電模塊是充電樁的核心，是構建高功率充電基礎設施的關鍵，成為新基建的重要部分。隨著新能源汽車和充電樁的高速發(fā)展，我國充電模塊市場規(guī)模不斷擴大。。數據顯示，在2022年我國充電模塊市場規(guī)模達53.14億元，同比增長119.8%；預計到2025年我國充電模板行業(yè)市場規(guī)模達到了107.45億元。

數據來源：公開數據，觀研天下整理

此外歷經多年的激烈競爭，目前我國充電模塊行業(yè)實現了行業(yè)的深度整合與凈化。與下游充電樁制造商和運營商的廣泛競爭格局不同，當前充電模塊行業(yè)的參與者數量相對有限，市場呈現較為集中的態(tài)勢。根據最新數據，自2015年底的近40家供應商，經過市場的嚴格篩選與淘汰，如今僅剩下約10家活躍在市場前沿，這些企業(yè)憑借卓越的技術實力、穩(wěn)定的產品質量以及良好的市場口碑，成為行業(yè)的佼佼者。其中，英飛源、優(yōu)優(yōu)綠能、易能時代、永聯科技等企業(yè)以其突出的表現成為行業(yè)內的代表性企業(yè)。

五、技術上不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率發(fā)展，企業(yè)需不斷創(chuàng)新與升級來構建自身核心技術壁壘

隨著充電模塊迎來較大的市場需求，技術上也不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率發(fā)展。例如快充需求促使充電模塊向大功率發(fā)展，其實現途徑有并聯充電模塊或提升單體功率。目前我國充電模塊已發(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：隨著新能源汽車的技術發(fā)展，動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，單個充電模塊的功率大小和充電模塊的數量直接決定了直流充電樁的功率大小。據了解，充電模塊的功率已從早期的3kW、7.5kW、15kW逐步演進至現在的20kW、30kW，并繼續(xù)向40kW、50kW、60kW等更高功率等級邁進。這種功率的升級不僅意味著單位時間內能輸出更多的電能，更使得充電模塊產品的價值量和盈利能力得到顯著提升。隨著技術的進步和市場的不斷擴大，充電模塊行業(yè)將繼續(xù)迎來更多的發(fā)展機遇。

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

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

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

溫控能力的提升：目前，行業(yè)普遍采用直通風冷技術散熱，但隨著輸出功率的增大，散熱風扇的功率需求也隨之增加，導致噪音問題日益突出。特別是在室外環(huán)境中，灰塵、鹽霧、水氣等環(huán)境因素會進一步加劇樁內積灰，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)定運行，成為了品質要求的重要一環(huán)。

總體來看，面對高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率的市場需求，充電模塊廠商需要不斷創(chuàng)新與升級底層技術，構建自身的核心技術壁壘。這將成為未來市場競爭的關鍵所在，也只有掌握了核心技術，企業(yè)才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。

六、技術進步推動，單W價格逐步趨于穩(wěn)定

隨著行業(yè)技術進步以及市場競爭的激烈推動，近年我國直流充電模塊的單W價格逐步趨于穩(wěn)定。同時大功率化的趨勢進一步增強了產品的價值量和盈利能力。2016-2022年，我國直流充電模塊的單W價格經歷了顯著的下降，從約1.2元降至0.13元/W，降幅高達89%，這體現了市場競爭的激烈與產業(yè)的快速成熟。