充电 桩产 业上 游为充电 桩设备 制 造商,中 游为充电 桩制 造,下游为充电 运营商。
上 游充电 设备 行业的进入门槛较低,产 品同质 化程度较高 ,行业充分竞争。目 前国内充电 桩设备 生 产 领域的相 关 公司 数量超过300家,供 应商数量多,市场高 度分散,上 游企 业议价空 间有限,企 业毛利率较低。 直流充电 桩由 功率单元、控制 单元、计量单元、充电 接口 、供 电 接口 及人机交互 界面等构成。功率单元是指直流充电 模块 ,控制 单元是指充电 桩控制 器,这两个组件 构成技术核心,另外结构设计也是整桩可靠性 设计的关 键点 之一。 直流充电 桩功率: 采用模块 式组合 功率,单个充电 模块 有15kW、20kW、30kW、40kW等功率,因 此直流充电 桩输出功率一般为30kW、60kW、120kW、240kW、360kW、480kW等等。据中 国充电 联盟,当 前直流充电 桩功率普遍在 60kW以上 。
交流充电 桩没 有充电 模块 ,只 提供 电 力输出,需连接车 载充电 机使 用。交流充电 桩需连接车 内车 载充电 机直接将交流输入(220V/380V)转成高 压 直流输出为电 动汽车 充电,只 起控制 电源的作 用。 交流充电 桩功率较小,充电 较慢,可分为单相 (7kW为主 )和 三 相 (40kW为主 )。受 车 载充电 机功率限制 ,一般功率较小,充电 较慢,主 要功率有3.5kW、7kW、11kW、21kW、40kW等,市场上 交流充电 桩单相 以7kW为主 ,三 相 以40kW为主 。而直流充电 桩将交流转换为直流电 输出,直接为蓄 电 池充电 ,功率较大,充电 速度快 。

充电模块是充电桩的核心设备
直流充电 桩中 充电 模块 是核心元器件 ,占 充电 桩设备 成本的50%。 从工 作 原理和 组成结构上 看,新能源车 在 交流充电 时的AC/DC转换是在 车 内部由 车 载充电 器实 现的,因此交流充电桩结构较为简单、成本较低。而直流充电 时,交流到直流的转换过程需要在 充电 桩内部完成,因 此需要靠充电 模块 来 实 现。充电 模块 影响着电 路稳定性 、整桩性 能以及安 全 性 ,不仅提供 能源电力,还进行交直流转换、直流放大隔离等工 作 ,决 定了充电 桩的性 能和 效率,具有较高 技术门槛。 据优优绿能,2022年 30kW充电 模块 毛利率达35%。 充电 模块 市场较为集中 ,目 前市场主 流充电 模块 厂家为英 飞源、英 可瑞、华为、维谛技术(原艾默生 )、优优绿能、盛弘、科士 达、中 恒、通合 、奥特迅,英 耐杰等。其中 ,2019年 英 飞源市场份额占 据30%。
充电 模块 成本呈下降趋势。直流充电 模块 由 半 导体功率器件 ,集成电 路,磁 性 元件 ,PCB,电 容 ,机箱风扇等组成。随着技术进步,充电 桩模块 成本不断降低,根据中 国充电联盟数据,直流充电 桩的充电 模块 成本已 于2016年 的1.2元/W下降至 2020年 的0.38元/W。 充电 模块 的市场空 间 与 直流充电 设备 的市场空 间 呈正 相 关 关 系,而直流充电 桩的市场空 间 与 新能源汽车 保有量密切相 关 。 在 直流充电 桩保有量方面,由 于直流充电 桩主 要用于公共 领域,公共 直流充电 桩保有量是直流充电 桩保有量的主 要来 源。 海外市场空 间测算:预计2027年 市场空 间达230亿元,对应未 来 5年 CAGR达79%。
充电模块发展趋势——大功率+液冷散热
快 充趋势下,充电 模块 向 大功率方向 发展 。 800V或以上 高 压 平台 成为新能源车 趋势,大功率超充桩产 业链走向 成熟。大功率充电 模块 提高 充电 系统集成度,进而降低充电桩的整体成本。要实 现大功率充电 ,需要提升充电 模块 的并 联数量,因 而充电 模块 的使 用量将得到提升。充电 模块 单瓦价格 会 随功率提高 而下降,其原因 在 于部分器件 可以承受 较高 功率,功率提升后 这些 器件 的成本可以被分摊,大功率充电 模块 的产 品价值量和 盈利能力更 高 。由 于充电 桩内空 间 有限,单纯增加充电 模块 数量已 不能满足直流充电 桩功率提升的需求,因 此提高 单个充电模块 的功率是充电模块 行业的必然趋势。
在 迈向 高 功率充电 的同时,散热问题的解决 成为关 键。液 冷散热的优势将日 趋凸 显,随着技术进一步发展 , 液 冷散热模式预计成为行业发展 趋势。模块 散热方式由 风冷变 为液 冷。传 统充电桩采用直通风冷,即通过空 气进行热交换降低模块 温度,但由 于内部元器件 不隔离,在 恶劣环境下,空 气会 夹 杂灰尘、盐雾及水气吸附在 元器件 表 面,造成模块 故障。而液 冷散热采用全 隔离防护技术,充电 模块 内部器件 通过冷却液 与 散热器进行热交换,与 外部环境完全 隔绝,因 此可靠性 远远高 于风冷散热。另外,液 冷散热也应用在 充电 枪以及充电 线缆上 ,即 在 充电枪及电缆内部增加冷却液 管道。目 前,液 冷充电 模块 成本较高 ,但后 期维护与 检修次数较少,降低运营成本,未 来 有望 成为充电 模块 的主 流散热方式。 随着技术的升级迭代,国内充电 模块 企 业正 加速海外市场认证 ,率先通过认证 企 业有望 享受 高 弹性 增长。且模块 出海难 度低于整桩,更 易 开 拓市场。由 于海外产 品要求较高 、外销售后 服务成本相 对较高 、海外客 户 价格 敏感度相 对较低等原因,外销产 品 定价会 更 高 ,盈利能力更 强。
在 中 游,主 要分为充电 桩设备 和 建设两大类玩家。在 设备 端,主 要包括直流充电 设备 生 产 商、交流设备 生 产 商,以及无线充电 设备 、换电 设备 、车 载充电 机等设备 。在 建设端,主 要为充电站EPC项 目 。中 游充电 桩制 造行业市场竞争较为激烈,目 前国内充电 桩制 造领域供 应商数量已 超过300家。 国产 品牌充电 桩相 较于海外品牌具有性 价比高 的优势。通过对比海外品牌和 国产 品牌同一规格 的充电 桩产 品,可以发现国产 品牌的价格 更 低,具有较强的性 价比优势。以240V、50A的交流充电桩产 品 (12kW)在 美 国亚 马逊上 的价格 为例,ChargePoint(海外品牌)的充电 桩价格 为749美 元,而道通科技(国产 品牌)的充电 桩价格 仅为569美 元。
充电 桩出口 欧美 通常需要进行CE认证 或UL、FCC或ETL认证 。欧盟对应的是CE认证 ,其认证 周期较短;美 国对应的是UL认证 ,其认证 周期较长。 充电 桩出口 欧盟国家必须要做LVD+EMC指令的CE认证 ,这是欧盟法 律对产 品提出的一种强制 性 要求。充电 桩CE认证 主 要是对产 品的安 全 进行认证 ,通常包括产 品的电气安 全 和 机械安 全 。LVD指令的充电 桩CE测试内容 包括LVD绝缘、LVD高 电 压 、LVD剩余电 流和 LVD接地。EMC指令则是按照适当 的安 全 测试标准进行测试,指出设备 符合 欧盟符合 性 声明中 的EMC指今2014/30/EU,并 通过在 文档 中 列出这些 标准和 报告编号,来 表 明该设备 已 经 过欧盟安 全 标准的测试。
充电 桩出口 美 国通常要通过UL、FCC或ETL认证 。UL认证 是美 国保险商试验所认证 的简写,是美 国最有权威、世界上 从事安 全 试验和 鉴 定的较大的民 间机构。UL认证 属于非强制 性认证 ,主 要是产 品 安 全 性 能方面的检测和 认证 ,其认证 范围不包含产 品的EMC(电 磁 兼容 )特性 。FCC认证 是美 国EMC强制 性 认证 ,电 子电 器类产 品销往 美 国均需要申 请FCC认证 。ETL认证 是出口 美 国及加拿大所需的安 全 认证 标志,表 明已 通过美 国NRTL及或加拿大SCC的认可测试,与 UL或CSA标志具有等同的效力。 自 2021年 起,我国充电 桩企 业逐渐 加速推出海外充电 桩产 品 并 获得海外认证 ,对海外市场拓展 产 生 积 极影响。道通科技在 2021年 就推出已 通过欧标测试认证 的Maxicharger系列交流桩产 品,陆续拿到欧盟多国订单并 逐步交付。炬华科技面向 欧美 市场的充电 桩产 品,分别通过了CE认证 和 ETL认证 。盛弘股份2022年 与 英 国石 油达成合 作 ,成为首批进入英 国石 油中 国供 应商名 单的充电 桩厂家,并 且其交直流桩已 获得欧盟CE认证 ,80kW直流桩获得多个海外认证 ,国际市场竞争力强。
按投资和 管理形 式来 划分,充电 桩网强行运营端的商业模式主 要分三 类,即充电 运营商主 导模式、车 企 主 导/合 作 模式、第三 方充电 服务平台 主 导模式。充电 运营商主 导模式以各 类CPO为代表 ,专 注 于自 有资产 的运营,提供 软硬件 充电 解决 方案 ,运营商按主 体、服务提供 方可细分为政府/电 网企 业、石 化能源企 业、车 型联盟、软件 运营商等类别 ; 车 企 主 导/合 作 模式以特斯拉为代表 ,为自 有车 主 提供 充电 服务; 第三 方充电 服务平台 主 导模式以Chargepoint等为代表 ,通过第三 方充电 网络 链接用户 及资产 型充电 运营商。 充电运营商主 导模式下,由 运营商完成充电 桩业务的投资建设和 运营维护,并 为用户 提供 充电 服务的运营管理模式。该模式的充电 运营商高 度整合 产 业链上 下游资源,协同参与充电技术研发和 设备 制 造,前期需要对场地、充电 桩等基础设施进行大量投资,属于重资产 运营,对企 业资金实 力、综合 运营实 力要求较高 。 盈利能力取 决 于单桩利用率和 充电 服务费。

车 企 主 导的运营模式分为自 主 建桩和 合 作 建桩。自 主 建桩模式的盈利收益 只 有电 费差 价和 服务费,并 且客 户 群体单一,只 面向 车 企 固 定车 主 ,充电 桩利用率低,难 以盈利,更 加适合客 户 数量庞大且核心业务稳定的车 企 ; 合 作 建桩模式,车 企 在 和 充电 运营商合 作 建站,车 企 提供 客 户 群体,充电 运营商提供 能源供 给与 技术方面,达到双方共 赢。 在 第三 方充电服务平台 模式下,服务平台 一般不直接参与 充电 桩的投资建设,而是通过自 身强大的资源整合 能力,将不同的充电 运营商的充电 桩接入到自 家的平台 。以大数据、资源整合分配等技术打通不同运营商的充电 桩,提高 单桩利用率。通过“ 线上 +线下” 服务创新,为C端用户 提供 充电 、车 后 、生 活 等一站式充电 服务,提升用户 充电 体验; 同时,第三 方充电服务商为B端运营商提供 线上 精细化运营服务和 线下运维服务,促进充电 服务提质 增效。盈利收益 模式主 要来 源于充电 运营商分成服务费以及一些 增值服务费。
未来趋势——运营模式革新升级
分体 式充电 堆 逐步取 代一体式充电 桩。针对相 同的充电 场景,充电 堆 可以灵 活 调用模块 ,可以提高 功率利用率,而且可以提高 翻台 率,进一步提高 系统利用率。 柔性充电 堆 依靠“ 功率融合 +动态分配” 解决 单桩功率固 化问题,适应差 异化充电 需求。 光储充一体 化可有效缓 解大规模充电 桩用电 对局域电 网的冲 击,未 来 将呈现“ 变 电 站+充电 站+数据中 心站+直流配电 站+光伏站+储能站+加油+加气+换电 ” 为一体的多功能综合 体发展 趋势。“ 光储充检” 是一种新型的新能源汽车 充电 服务设施,集成光伏、储能、 快 充及电 池检测等设备 。用户 在 充电 过程中 ,可实 现电 池检测、车 牌识 别、 双向 充/放电 (V2G)、充电站孤岛运行等功能。此外,储能系统可利用夜 间低谷 电 价进行储能,在 充电 高 峰 期通过储能和 市电 一起为充电 站供 电 ,满足高 峰 期用电 需求,实 现削峰 填谷 ,即 使 在 电 网断电 时,储能系统仍可为用户 提供充电服务。这可通过三 种获利模式,提升充电 运营商的盈利能力: 自 发自 用,余电 上 网,降低用电 成本; 峰 谷 价差 套 利; 容 量电 费管理。 V2G下规模化电 动汽车 可提供 MW至 GW级以上 功率,小时级持续放电 时间,响应速度可达到秒级,兼具能量型和 功率型储能优势,应用前景广阔。