从市场、技术、政策看新能源汽车充电模块行业规模发展机遇趋势
1、充电模块行业发展概况
充电模块是新能源汽车直流充电桩的核心，随着国内新能源汽车渗透率不断提升和保有量的增长，对充电桩的需求日益扩大。新能源汽车充电分为交流慢充和直流快充，直流快充具有高电压、大功率、充电快的特点，随着市场对充电效率的追求，直流快充桩及充电模块的市场规模不断扩大。
2、充电模块行业技术水平及特点
新能源汽车充电桩充电模块行业目前主要有单模块高功率、高频化、小型化、高转化效率、宽电压范围等技术特点。
在单模块功率方面，新能源充电桩充电模块行业历经主流的2014年7.5kW，2015 年恒流 20A、15kW，2016 年恒功率 25A、15kW 的产品发展，目前主流应用的充电模块为 20kW 和 30kW 单模块解决方案，并往 40kW 新能源充电桩电源单模块解决方案转换，未来大功率充电模块已成为市场发展趋势。
在输出电压方面，国网发布 2017 版《电动汽车充电设备供应商资质能力核实标准》指出直流充电机输出电压范围为 200-750V，恒功率电压至少覆盖 400-500V 和 600-750V 区间。因此，各模块厂家均为模块普遍设计为 200-750V，且满足恒功率的要求。随着电动汽车续航里程的增加，以及新能源汽车用户对缩减充电时间的需求，行业内提出了 800V 超级快充架构，部分企业已实现了 200-1000V 宽输出电压范围的直流充电桩充电模块供应。
在充电模块高频化、小型化方面，新能源充电桩电源单机模块功率增加，但其体积无法成比例扩大，因此提升开关频率，进行磁性元件集成等成为增加功率密度的重要手段。
在充电模块效率方面，新能源充电桩充电模块行业内主要企业一般最大峰值效率为 95%-96%，未来，随着第三代功率器件等电子元器件的发展，以及电动汽车普及 800V 甚至更高的电压平台，行业有望迎来 98%以上的峰值效率产品。
随着充电模块功率密度的提升，也带来了更大的散热问题。在充电模块散热方面，目前行业主流的散热方式为强迫风冷，另有封闭冷风道与水冷等方式。风冷具有成本低、结构简单的优势，但是随着散热压力的进一步提升，风冷散热能力有限、噪音大的劣势将会进一步显现，为充电模块和枪线配备液冷的方案成为一个主要的技术方向。
3、技术进步加速新能源产业渗透的发展机遇
近年来新能源产业技术不断取得进步与突破，渗透率的提升推动上游充电模块行业不断发展。电池能量密度大幅提升解决了新能源车续航里程不足问题，大功率充电模块应用大幅缩短充电时间，从而加速了新能源汽车渗透和充电桩配套建设。未来，光储充一体化、V2G 车网融合等技术融合与深化应用，有望进一步加速新能源产业渗透和消费普及。
4、行业竞争格局：充电模块行业竞争充分，产品市场空间较大
充电模块是直流充电桩的核心部件，伴随全球新能源汽车渗透率的提升，消费者对充电里程焦虑以及充电便利性诉求愈发加强，直流快充充电桩市场需求爆发，国内充电桩运营市场从早期以国家电网为主局面向多元化发展，一批兼具充电桩设备制造与运营能力的社会资本运营商迅速崛起，国内充电模块厂商为配套充电桩建设不断扩大产销规模，综合竞争实力不断加强。
目前，充电模块经过多年产品迭代和发展，行业竞争充分，主流产品往高压化、高功率密度方向发展，产品市场空间较大。行业内企业主要通过不断完善产品拓扑结构、控制算法，优化硬件与生产体系等，从而获取更高的市场份额及利润水平。
国外新能源汽车充电模块企业主要有艾默生、ABB 等。国内新能源汽车及直流快充充电桩行业快速发展，充电模块市场涌现了多家知名企业，包括英飞源、优优绿能、英可瑞、通合科技、永联科技等。
5、充电模块发展趋势
随着充电模块迎来巨大的市场需求，技术上也不断向高功率密度、宽电压范围、高转换效率发展。
（1）政策驱动转向需求拉动
为支持和推动新能源汽车的发展，充电桩的建设早期主要由政府主导，逐步通过政策支持引导行业发展走向内生驱动模式。2021 年以来，新能源汽车的高速发展对配套设施充电桩的建设提出了巨大需求，充电桩行业正在完成由政策驱动向需求拉动转型。
面对新能源汽车保有量不断攀升的形势，除了提升充电桩布局密度，还要进一步缩短充电时间。直流充电桩充电速度更快、充电时间更短，更加匹配电动汽车用户临时性、应急性的充电需求，能够有效解决电动车里程焦虑和充电焦虑问题。因此，近年来新建充电桩尤其是公共充电桩中直流快充的市场规模快速增长，在国内众多核心城市成为主流趋势。
综上，一方面随着新能源汽车保有量的不断增长，充电桩配套建设需保持同步提升，另一方面电动车用户普遍追求直流快充，直流充电桩成为主流趋势，充电模块也进入以需求拉动为主要驱动力的发展阶段。
（2）高功率密度、宽电压范围、高转换效率
所谓快充，即充电功率大，因此在日益增长的快充需求之下，充电模块不断朝向大功率方向发展。充电桩的大功率通过两种途径实现，一种是将多个充电模块并联实现功率叠加；另一种则是提高充电模块的单体功率。基于提高功率密度、缩减空间、降低电气架构复杂性的技术需求，充电模块单体功率提升是长远的发展趋势。我国充电模块已历经三代发展，从第一代 7.5kW 到第二代 15/20kW，现在正处于第二代到第三代 30/40kW 的转换期，大功率充电模块已然成为市场主流。同时，基于小型化的设计原则，充电模块的功率密度也伴随功率等级的提高而同步提升。
实现更大功率等级的直流快充有提高电压和提升电流两条路径。大电流的充电方案被特斯拉率先采用，优点是零部件优化成本较低，但大电流会带来更高的热损耗，对散热要求很高，且更粗的线材降低了便捷性，推广程度较低。高电压方案即提高充电模块的最高工作电压，是目前车厂普遍采用的模式，可兼顾降低能耗、提高续航、减少重量、节省空间等优点。高压方案需要电动汽车搭配高压平台以支撑快充应用，目前车企较多采用的快充方案是 400V 高压平台，而随着800V 电压平台的研究和应用，充电模块的电压等级将进一步提升。
转换效率的提升是充电模块始终追求的技术指标，转换效率的提升意味着更高的充电效率和更低的损耗。目前充电模块的最大峰值效率一般为 95%~96%，未来随着第三代功率器件等电子元件的发展，以及充电模块输出电压向 800V 甚至 1000V 迈进，转换效率将进一步提升。
（3）价值量提升
充电模块是直流充电桩的核心部件，占到充电桩硬件成本的 50%左右。未来充电效率的提升主要依赖于充电模块的性能提升。一方面，更多的充电模块并联将会直接增加充电模块的价值量；另一方面，充电模块单体功率等级和功率密度的提升，依赖于硬件电路和控制软件的优化设计以及关键零部件的技术突破，这些是充电桩整桩功率提升的关键技术，将带来充电模块价值量的进一步提升。
6、行业技术壁垒
电源技术是一种综合了电路拓扑技术、数字化技术、磁技术、元件技术、半导体技术、热设计技术的交叉学科，属于技术密集型行业。充电模块作为直流充电桩的心脏，直接决定了充电桩的充电效率、运行稳定性和安全可靠性，重要性和价值水平突出。一款产品从技术研发到终端落地应用需要投入大量的资源和专业人才，如何进行选择电子元器件与布局、软件算法升级迭代、应用场景准确把握以及成熟的品质管控和测试平台能力，均会对产品的品质和稳定性产生直接影响。新进入行业的参与者，难以短期内完成各项技术、人员和应用场景数据的积累，具有较高的技术壁垒。
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