一、概述
一個(gè)完整的直流充電樁主要包括充電系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)等，其輸入端與交流電網(wǎng)直接連接，輸出端裝有充電插頭用于為新能源汽車充電。從功能及成本占比來(lái)看，充電模塊是充電樁中最核心的部件，以常見(jiàn)功率120KW左右的直流充電樁為例，充電樁由充電模塊、配電濾波設(shè)備、監(jiān)控計(jì)費(fèi)設(shè)備、電池維護(hù)設(shè)備等組成，各部分成本占比分別為50%、15%、10%、10%。因此，充電模塊是充電設(shè)備關(guān)鍵器件，主要負(fù)責(zé)電路控制、轉(zhuǎn)換與保證供電電路穩(wěn)定性，關(guān)系充電樁整體性能與充電安全，其中半導(dǎo)體功率器件（IGBT）占充電模塊成本30%。
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)充電模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀分析與投資戰(zhàn)略研究報(bào)告（2023-2030年）
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二、市場(chǎng)概況分析
1、充電模塊單瓦成本逐漸下降
根據(jù)觀研報(bào)告網(wǎng)發(fā)布的《中國(guó)充電模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀分析與投資戰(zhàn)略研究報(bào)告（2023-2030年）》顯示，隨著國(guó)內(nèi)電子元器件產(chǎn)業(yè)鏈逐漸成熟及充電模塊技術(shù)不斷完善，使用規(guī)模不斷擴(kuò)大，我國(guó)充電模塊部分構(gòu)成器件逐漸實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，且成本控制能力增強(qiáng)，單瓦成本呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。
根據(jù)數(shù)據(jù)，2017-2021年我國(guó)直流充電樁充電模塊成本從0.6元/w下降到0.38元/w，預(yù)計(jì)2022年將會(huì)達(dá)到0.35元/w。
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2、大功率快充漸成主流，打開(kāi)充電模塊價(jià)值量天花板
高電壓平臺(tái)的使用能明顯提高充電速度和續(xù)航性能，所以為解決新能源車動(dòng)力和續(xù)航里程的問(wèn)題，頭部車企開(kāi)始嘗試在高端車型布局超高電壓平臺(tái)。例如800V高壓平臺(tái)，在充電功率相同情況下，800V高壓快充平臺(tái)下高壓線束直徑更小，成本更低，減少熱管理難度?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)有部分車端OEM開(kāi)始進(jìn)行800V高壓平臺(tái)車型的產(chǎn)業(yè)布局，如廣汽埃安Type132搭載1000V高壓平臺(tái)將于2023年實(shí)現(xiàn)全球交付。
主要OEM高壓平臺(tái)量產(chǎn)規(guī)劃
| OEM | 電壓 | 功率 | 電流 | 續(xù)航 | 量產(chǎn)時(shí)間 |
| 比亞迪 | 800V | 228kW | / | 充電5分鐘，續(xù)航150KM | / |
| 東風(fēng)嵐圖 | 800V | 360kW | 600A | 充電10分鐘，續(xù)航400KM | / |
| 廣汽埃安 | 1000V | 480kW | 600A | 充電5分鐘，續(xù)航120KM | Type132將在2022年發(fā)布，2023年全球交付 |
| 北汽極狐 | 800V | / | / | 充電10分鐘，續(xù)航196公里 | 阿爾法S于2021年12月底小批量交付 |
| 小鵬 | 800V | 480kW | 670A | 充電5分鐘，續(xù)航200KM | G9于2023年Q3交付 |
| 零跑 | 800V | 400KW | / | 充電5分鐘，續(xù)航大于200KM | 2024年Q4交付 |
| 保時(shí)捷 | 800V | 350KW | / | 5分鐘可滿電80% | Taycan已量產(chǎn)，Macan將于2023年發(fā)布 |
| 現(xiàn)代 | 800V | 220KW | / | 14分鐘可滿電80% | IONIQ5于2021年發(fā)布，國(guó)內(nèi)版于2022年量產(chǎn)交付 |
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不過(guò)，根據(jù)現(xiàn)階段充電模塊的技術(shù)來(lái)看，搭載800V高壓充電平臺(tái)車型無(wú)法達(dá)到理論快充速度且充電樁適配性受限，所以大功率直流快充樁逐漸成為充電模塊行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，也對(duì)其技術(shù)要求更高。目前，我國(guó)充電模塊功率基本上是15kW/20kW，未來(lái)在大功率趨勢(shì)下30kW、40kW及以上或成為市場(chǎng)主流。長(zhǎng)期來(lái)看，隨著大功率快充技術(shù)不斷成熟，充電模塊輸出電壓逐漸向1000V邁進(jìn)，其效率或?qū)⑻岣叩?8%，大功率模塊市場(chǎng)前景廣闊。
充電模塊技術(shù)現(xiàn)狀與變革方向
| 類別 | 發(fā)展現(xiàn)狀 | 未來(lái)趨勢(shì) |
| 模塊功率 | 目前市場(chǎng)多以15kW/20kW為主 | 單機(jī)功率向30kW/40kW發(fā)展 |
| 輸出電壓 | 以200V-750V為主 | 模塊輸出電壓將增至1000V |
| 頻率 | 前級(jí)PFC的開(kāi)關(guān)頻率在40-60KHZ之間，后級(jí)移相全橋固定頻率在100KHZ以下，全橋LLC的主諧振點(diǎn)頻率在100KHZ以下 | 前級(jí)PFC與后級(jí)DC-DC開(kāi)關(guān)頻率需進(jìn)一步增大以實(shí)現(xiàn)功率密度提升 |
| 效率 | 95%-96% | 在SiC等元器件價(jià)格下降前提下，有望實(shí)現(xiàn)98% |
| 溫控 | 風(fēng)冷 | 液冷或?qū)⒊蔀橹髁鞣绞?/span> |
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不同功率模塊的參數(shù)要求
| 參數(shù) | 7.5kw | 15kw/20kw | 30kw/40kw | 簡(jiǎn)介 |
| 輸出電壓范圍 | 300V-750V | 200V-750V | 150V-1000V | 需要支持市場(chǎng)上幾乎所有電動(dòng)車型的電壓范圍，則在拓?fù)湓O(shè)計(jì)上要?jiǎng)?chuàng)新以滿足要求。 |
| 輸出恒功率電壓范圍 | 300V-350V | 300V-750V | 300V-1000V | |
| 功率密度 | >20W/in3 | >30W/in3 | >45W/in3-60W/in3 | 模塊散熱設(shè)計(jì)難度增加，對(duì)可靠性要求更高，電路設(shè)計(jì)、器件選型、風(fēng)道設(shè)計(jì)、溫度保護(hù)上的技術(shù)難度提升。 |
| 防護(hù)等級(jí) | IP20 | IP20 | IP20/IP65 | IP20直通風(fēng)模塊在惡劣環(huán)境中的高故障率已成為事實(shí)。IP65獨(dú)立風(fēng)道將成為嚴(yán)酷環(huán)境的必選方案之一。 |
| 全功率溫度范圍 | 0-50°C | 0-55°C | 0-55°C | 超寬溫度范圍-40～55°C恒功率，高低溫環(huán)境下，全輸出電壓范圍均要保證滿載輸出，需要結(jié)合模塊的拓?fù)湓O(shè)計(jì)、軟件控制和內(nèi)部保護(hù)，進(jìn)行全工作點(diǎn)的設(shè)計(jì)和可靠驗(yàn)證。 |
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3、海外市場(chǎng)盈利空間大，國(guó)內(nèi)企業(yè)出海大勢(shì)所趨
隨著海外市場(chǎng)對(duì)充電樁需求及認(rèn)知度不斷提高，不同國(guó)家或地區(qū)對(duì)充電樁相關(guān)產(chǎn)品的安全標(biāo)準(zhǔn)和要求也各不相同，所以國(guó)內(nèi)充電樁企業(yè)要想成功開(kāi)拓海外市場(chǎng)，獲得本土化標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證成為首要因素。目前，海外主要認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)包括IEC（歐盟電工委員會(huì)）所頒布CE標(biāo)準(zhǔn)，TüV萊茵所頒布的TüV歐盟市場(chǎng)準(zhǔn)入證書、美國(guó)市場(chǎng)準(zhǔn)入認(rèn)證的UL與FCC認(rèn)證。
海外市場(chǎng)充電樁主要認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
| 認(rèn)證類型 | 認(rèn)證周期 | 認(rèn)證內(nèi)容 | 認(rèn)證國(guó)家或地區(qū) | 說(shuō)明 |
| TUV | 2-3個(gè)月 | 主要為充電樁、充電站、充電線纜、充電連接器及相關(guān)零部件等提供產(chǎn)品檢測(cè)和認(rèn)證 | 德國(guó) | TüV標(biāo)志是德國(guó)TüV專為元器件產(chǎn)品定制的安全認(rèn)證標(biāo)志，在德國(guó)和歐洲得到廣泛的接受。 |
| CE | 2-6個(gè)月 | 主要包括FCC/ISED、EMC/EMF測(cè)試、物聯(lián)網(wǎng)和無(wú)線測(cè)試、耐久性測(cè)試等 | 歐盟 | 在歐盟市場(chǎng)上自由流通的產(chǎn)品必須加貼CE標(biāo)志，是歐盟法律對(duì)產(chǎn)品提出的一種強(qiáng)制性要求。 |
| UL | 1-2個(gè)月 | UL認(rèn)證的電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)根據(jù)一套全面的結(jié)構(gòu)和性能要求進(jìn)行了研究。 | 美國(guó) | 自1894年成立，UL迄今發(fā)布了將近1800部安全、質(zhì)量和可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)，是美國(guó)最有權(quán)威的從事安全試驗(yàn)和鑒定的民間機(jī)構(gòu)。 |
| FCC | 1-2個(gè)月 | FCC認(rèn)證負(fù)責(zé)充電樁電磁兼容（EMC）和RF（射頻）方面的檢測(cè)和認(rèn)證。 | 美國(guó) | FCC認(rèn)證涉及美國(guó)50多個(gè)州、哥倫比亞以及美國(guó)所屬地區(qū)，大部分無(wú)線電應(yīng)用產(chǎn)品、通訊產(chǎn)品和數(shù)字產(chǎn)品進(jìn)入美國(guó)市場(chǎng)都需要FCC的認(rèn)可 |
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而在盈利空間方面，以優(yōu)優(yōu)綠能為例（充電模塊業(yè)務(wù)收入占比超90%），2019-2022年H1海外毛利率是國(guó)內(nèi)的2倍左右，截止2022年上半年優(yōu)優(yōu)綠能海外毛利率達(dá)43.36%，國(guó)內(nèi)毛利率僅僅為22.21%，海外收入占比大幅提升至43%，充電模塊毛利率提升至30.64%。由此可見(jiàn)，海外充電模塊市場(chǎng)盈利空間較大，并且近年國(guó)內(nèi)部分主要功率模塊生產(chǎn)企業(yè)紛紛布局海外渠道，如華為、通合科技、盛弘股份等。
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我國(guó)主要充電模塊生產(chǎn)企業(yè)海外市場(chǎng)布局情況
| 公司 | 行業(yè)地位 | 海外布局現(xiàn)狀 |
| 華為 | 2019年發(fā)布模塊產(chǎn)品，2020年推出HiCharger直流快充模塊，分為國(guó)內(nèi)版30kW和國(guó)外版20kW兩個(gè)版本。其中，30kW快充模塊最高效率達(dá)96.4%，20kW的最高效率為96.6%，支持充電樁同尺寸擴(kuò)容，能實(shí)現(xiàn)300-1000V全段恒功率輸出；2022年6月華為推出新一代40kW直流充電模塊。華為充電模塊技術(shù)處于國(guó)內(nèi)頂級(jí)水平。 | 目前華為已經(jīng)與國(guó)家電網(wǎng)、星星充電、南網(wǎng)電動(dòng)、珠海泰坦以及大連羅賓森等多家運(yùn)營(yíng)商達(dá)成合作，在國(guó)際上為ABB等一線樁企模塊供應(yīng)商。 |
| 優(yōu)優(yōu)綠能 | 成立于2015年，核心研發(fā)人員均來(lái)自Emerson和Eltek，打造專門用于超級(jí)充電樁的30kW、20kW、15kW超級(jí)充電模塊系列。根據(jù)官網(wǎng)介紹，優(yōu)優(yōu)綠能2017年6月首推30kW充電模塊，截止目前為止仍是國(guó)內(nèi)唯一一家具備成熟30kW模塊技術(shù)的廠家，也是唯一一家已經(jīng)大批量量產(chǎn)30kW模塊并經(jīng)過(guò)市場(chǎng)檢驗(yàn)的模塊廠家，由于30kW充電模塊功率密度高達(dá)45W/in3，轉(zhuǎn)換效率高，產(chǎn)品性能卓越，成本優(yōu)勢(shì)明顯，已經(jīng)迅速搶占高端大功率直流快充市場(chǎng)，2020年推出40kW超大功率充電模塊，行業(yè)首推同尺寸，功率密度高達(dá)60W/in3，引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)桿。 | 目前優(yōu)優(yōu)綠能的產(chǎn)品廣泛應(yīng)該用于國(guó)內(nèi)外，并與美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)、泰國(guó)、印度等客戶進(jìn)行深度合作，在全球擁有較高市場(chǎng)份額，目前已作為ABB充電模塊供應(yīng)商。 |
| 英飛源 | 成立于2014年，產(chǎn)品包括高性能充電模塊、智慧能源路由器、專用電源等電源變換模塊，并為充電、儲(chǔ)能、能源互聯(lián)網(wǎng)等各類應(yīng)用提供專業(yè)解決方案。年發(fā)貨達(dá)10萬(wàn)臺(tái)充電模塊；2019年首創(chuàng)高防護(hù)30KW充電模塊，年發(fā)貨達(dá)15萬(wàn)臺(tái)充電模塊；2020年推出V2G充電模塊/充電方案，超級(jí)充電方案與液冷產(chǎn)品，年發(fā)貨達(dá)20萬(wàn)臺(tái)充電模塊；2021年推出全液冷充電方案，年發(fā)貨達(dá)28萬(wàn)臺(tái)充電模塊；2022年公司推出40kW液冷充電模塊，產(chǎn)品技術(shù)居于國(guó)內(nèi)前列。 | 2018年取得CE、UL、KC認(rèn)證，批量進(jìn)入全球市場(chǎng)，全球市場(chǎng)份額較高。 |
| 通合科技 | 國(guó)內(nèi)最早涉足充電樁領(lǐng)域的企業(yè)之一，現(xiàn)有產(chǎn)品以符合國(guó)網(wǎng)“六統(tǒng)一”標(biāo)準(zhǔn)尺寸的20kW高電壓寬恒功率模塊和30kW高電壓寬恒功率模塊為主。2021年，公司率先將20kW/1000V國(guó)網(wǎng)“六統(tǒng)一”高壓快充產(chǎn)品推向市場(chǎng)，并實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模商用。公司主要客戶為國(guó)網(wǎng)體系內(nèi)用戶與充電樁整樁企業(yè)，在國(guó)網(wǎng)充電設(shè)備招標(biāo)中標(biāo)單位中認(rèn)可度較高。 | 國(guó)網(wǎng)體系主要充電模塊供應(yīng)商，公司產(chǎn)品已經(jīng)通過(guò)歐盟CE認(rèn)證，正在推進(jìn)美標(biāo)UL認(rèn)證，深入規(guī)劃歐美市場(chǎng)開(kāi)拓。 |
| 盛弘股份 | 公司依托傳統(tǒng)主業(yè)電力電子技術(shù)切入充電模塊行業(yè)，技術(shù)積淀深厚，2022年8月，公司推出40kW恒功率直流充電模塊是業(yè)界第一款使用SICMOS的主流充電模塊。與業(yè)內(nèi)其他廠家使用Si基器件的模塊相比，SICMOS作為模塊的核心器件，能夠極大降低電源損耗，提高開(kāi)關(guān)頻率、延長(zhǎng)樁的使用壽命，實(shí)測(cè)效率97%，功率密度46.57W/in3 | 公司2021年年報(bào)披露與英國(guó)石油（BP）達(dá)成合作，成為首批進(jìn)入英國(guó)石油中國(guó)供應(yīng)商名單的充電樁廠家 |
數(shù)據(jù)來(lái)源：中國(guó)充電模塊市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)狀分析與投資戰(zhàn)略研究報(bào)告（2023-2030年）
4、2025年我國(guó)充電模塊市場(chǎng)空間有望達(dá)193.18億元，海外市場(chǎng)接近190億元
為滿足新能源汽車快速補(bǔ)能的需求，我國(guó)充電樁功率及其數(shù)量不斷提高，為充電模塊行業(yè)提供巨大的市場(chǎng)需求。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2021年我國(guó)充電模塊行業(yè)市場(chǎng)空間為24.18億元，海外市場(chǎng)約為2.79億元。同時(shí)，對(duì)充電樁市場(chǎng)空間進(jìn)行測(cè)算，預(yù)計(jì)2025年全球充電模塊市場(chǎng)空間達(dá)380.77億元，2022-2025年復(fù)合增速93.85%，其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)193.18億元，2022-2025年復(fù)合增速68.13%，海外充電模塊市場(chǎng)達(dá)187.59億元，2022-2025年復(fù)合增速186.43%。
2020-2025年我國(guó)充電模塊行業(yè)市場(chǎng)空間現(xiàn)狀及預(yù)測(cè)情況
| / | 2020年 | 2021年 | 2022年E | 2023年E | 2024年E | 2025年E |
| 國(guó)內(nèi)新增直流樁數(shù)量（萬(wàn)臺(tái)） | 9.40 | 15.98 | 35.21 | 63.88 | 95.14 | 128.96 |
| 海外新增直流樁數(shù)量（萬(wàn)臺(tái)） | 0.67 | 1.02 | 6.50 | 18.62 | 38.06 | 69.57 |
| 新增直流樁合計(jì)（萬(wàn)臺(tái)） | 10.07 | 17.00 | 41.71 | 82.50 | 133.20 | 198.53 |
| 直流樁平均功率（kW） | 131 | 138 | 144 | 152 | 159 | 167 |
| 國(guó)內(nèi)新增模塊需求（萬(wàn)kW） | 1231.41 | 2197.94 | 5085.44 | 9687.41 | 15148.69 | 21561.61 |
| YOY | / | 78.49% | 131.37% | 90.49% | 56.37% | 42.33% |
| 海外新增模塊需求（萬(wàn)kW） | 88.20 | 140.76 | 938.92 | 2823.15 | 6060.93 | 11631.83 |
| YOY | / | 59.59% | 567.04% | 200.68% | 114.69% | 91.91% |
| 新增模塊需求合計(jì)（萬(wàn)kW） | 1319.61 | 2338.70 | 6024.36 | 12510.57 | 21209.62 | 33193.44 |
| YOY | / | 77.23% | 157.59% | 107.67% | 69.53% | 56.50% |
| 國(guó)內(nèi)直流充電模塊均價(jià)（元/W） | 0.11 | 0.11 | 0.10 | 0.10 | 0.09 | 0.09 |
| 海外直流充電模塊均價(jià)（元/W） | 0.20 | 0.20 | 0.19 | 0.18 | 0.17 | 0.16 |
| 國(guó)內(nèi)模塊市場(chǎng)空間（億元） | 13.55 | 24.18 | 53.14 | 96.17 | 142.87 | 193.18 |
| 海外模塊市場(chǎng)空間（億元） | 1.75 | 2.79 | 17.66 | 50.45 | 102.89 | 187.59 |
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