新能源汽車充換電設(shè)備設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈及充換電發(fā)展趨勢、市場規(guī)模前景
發(fā)布時間：2023年3月9日 |
文章來源：800V高壓未來 |
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新能源汽車充換電設(shè)備設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈及充換電發(fā)展趨勢、市場規(guī)模前景
1、新能源汽車充換電設(shè)備設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈
新能源汽車充換電設(shè)備設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈上游是設(shè)備零部件，主要包括充電模塊、繼電器、接觸器、監(jiān)控計量設(shè)備、充電槍、充電線纜、主控制器、通信模塊及其他零部件。市場參與者主要包括華為、中興、英可瑞、盛弘股份、通合科技、優(yōu)優(yōu)綠能、英飛源、永聯(lián)科技等企業(yè)。
中游企業(yè)為充電樁及其他充電設(shè)備生產(chǎn)商，包括直流充電設(shè)備生產(chǎn)商和交流充電設(shè)備生產(chǎn)商，主要參與者包括 ABB、BTC POWER、Daeyoung、萬幫數(shù)字、盛弘股份、玖行能源、科陸電子、中恒電氣、科士達(dá)、萬馬股份等企業(yè)。
下游企業(yè)為運營服務(wù)商及終端客戶，包括換電站、充電站、新能源汽車廠商及配套運營服務(wù)商。新能源汽車充換電設(shè)備設(shè)施產(chǎn)業(yè)鏈下游參與者包括萬幫數(shù)字、特銳德、國家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、奧動新能源、杭州伯坦、蔚來、特斯拉、比亞迪、上汽集團(tuán)、金龍客車等企業(yè)。
為配合整車的銷售，部分新能源汽車整車廠商會選擇自建充電樁吸引消費者。為提升消費者充電體驗，縮減充電時間，新能源汽車整車廠商通常會為其消費者提供大功率直流快充方案。功率為電流和電壓的乘積，因此，提高充電功率可以通過提高充電電流和提升充電電壓予以實現(xiàn)。
在電壓一定的情況下，提升充電電流能夠提高充電功率，但根據(jù)焦耳定律，充電電流的提升將大幅增加充電過程中的熱量釋放，進(jìn)而對充電設(shè)備的散熱性能提出較高要求。以特斯拉大電流快充方案為例，其 V3 超充樁峰值工作電流超過600A，需要使用直徑更大的線纜及液冷充電槍，對散熱技術(shù)要求更高。目前，充電設(shè)備散熱技術(shù)及方案逐步成熟，液冷充電樁、液冷充電槍等已開始逐步應(yīng)用，超級充電樁有望得到進(jìn)一步推廣。
在電流一定的情況下，提升充電電壓能夠提高充電功率，且不會顯著增加充電過程中的熱量釋放；在充電功率一定的情況下，提升充電電壓可以大幅減小充電電流，顯著降低充電過程中的熱量釋放，因此，提升充電電壓成為了許多新能源汽車廠商的選擇。由于目前廣泛使用的硅基功率半導(dǎo)體的耐壓能力限制，新能源汽車廠商普遍采用 400V 電壓平臺架構(gòu)。2019 年保時捷推出的 Taycan 首次推出 800V 電壓平臺架構(gòu)，充電功率最高可達(dá) 350KW。相較于 400V 電壓平臺，800V電壓平臺工作電流更小，可以節(jié)省線束體積、降低線路內(nèi)阻損耗，提升功率密度和能量使用效率。2021 年后，高壓快充方案受到越來越多新能源汽車廠商的青睞，現(xiàn)代、起亞、北汽、廣汽、小鵬等廠商相繼推出 800V 電壓平臺，高壓快充成為新能源汽車廠商增加產(chǎn)品亮點的重要舉措。
未來，充電設(shè)備散熱技術(shù)的發(fā)展以及新能源汽車電壓平臺的提高，將會帶動大電流、高電壓的大功率快充需求，從而推動高壓大功率充電模塊需求的增加。
車樁比是衡量充電樁建設(shè)程度的關(guān)鍵指標(biāo)。2015 年，發(fā)改委、工信部等部委發(fā)布的《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020 年）》中提出了到 2020年我國車樁比達(dá)到 1:1 的戰(zhàn)略目標(biāo)。截至 2022 年 9 月末，中國大陸新能源汽車保有量為 1,149.00 萬輛，公共充電樁和私人充電樁合計保有量為 448.80 萬臺，車樁比從 2017 年末的 3.43:1 下降至 2022 年 9 月末的 2.56:1，呈下降趨勢，但距離政策目標(biāo)仍有較大差距。
為實現(xiàn)既定車樁比目標(biāo)，且考慮到中長期新能源汽車保有量的持續(xù)增長，預(yù)計未來充電樁保有量也將快速增長，可以預(yù)見以充電模塊為核心器件的大功率直流充電樁增長潛力巨大。
從 2018 年末至 2022 年 9 月末，中國大陸公共充電樁保有量從 299,752 臺增加至 1,635,826 臺，私人充電樁保有量從 476,869 臺增加至 2,852,390 臺，在數(shù)量上均大幅增加。從比例上看，公共充電樁和私人充電樁的占比結(jié)構(gòu)總體維持在4：6 左右。目前來看，公共充電樁和私人充電樁數(shù)量均呈較快增長趨勢，預(yù)計未來一段時間內(nèi)，公私樁保有量占比仍將趨于穩(wěn)定。銅排和銅棒是充電樁的重要銅材原材料。
直流充電樁是目前充電模塊最主要的下游應(yīng)用領(lǐng)域。直流充電樁樁體體積和占用面積較大，目前多數(shù)應(yīng)用于集中運營的充電站中，即主要應(yīng)用于公共充電領(lǐng)域。
縱觀 2018 年末至 2022 年 9 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 2022 年 9月末的 43.06%，呈明顯上升的趨勢。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，對電網(wǎng)供電能力要求較高，因此數(shù)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(yù)計未來直流充電樁占比有望進(jìn)一步提升。
從運營端來看，充電樁運營具有顯著的規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致了較高的市場集中度。截至 2022 年 6 月，在中國大陸充電站運營商中，所運營充電樁數(shù)量超過 1 萬臺的共有 16 家，其中特來電、星星充電和國家電網(wǎng)分別運營 28.69 萬臺、28.43萬臺和 19.65 萬臺，處于前三的市場地位。整體上看，前十大運營商運營充電樁數(shù)量占總量的 85.09%。由于充電站建設(shè)和運營需要投入大量資金，回本周期長，其行業(yè)特性決定了企業(yè)需要具有資金優(yōu)勢、技術(shù)優(yōu)勢、資源優(yōu)勢、互聯(lián)網(wǎng)思維和服務(wù)意識，具有較高的行業(yè)門檻，因此目前行業(yè)保持著較高的市場集中度。
雖然目前中國大陸公共充電樁運營市場仍保持著較高的市場集中度，但隨著行業(yè)政策出臺及新能源汽車行業(yè)發(fā)展，市場各參與主體對建設(shè)和布局充電基礎(chǔ)設(shè)施的積極性有所提高，公共充電樁運營市場集中度呈下降趨勢。2021 年 6 月底、2022年6月底，前三大、前五大、前十大運營商公共充電樁數(shù)量占比分別從66.90%、79.13%和 90.29%下降至 50.24%、68.48%和 85.09%。
為滿足動力電池的充電需求，換電站需要使用充電柜等直流充電設(shè)備，而充電模塊是直流充電設(shè)備必不可少的核心部件。目前，中國大陸換電站運營市場主要由蔚來、奧動新能源和杭州伯坦三家企業(yè)參與。根據(jù)充電聯(lián)盟數(shù)據(jù)統(tǒng)計，蔚來換電站建設(shè)規(guī)模最大，截至 2022 年 9 月，蔚來在國內(nèi)建成換電站 1,160 座，占比高達(dá) 65.83%；奧動新能源建成換電站 494 座，占比為 28.04%；杭州伯坦建成換電站 108 座，占比為 6.13%。
當(dāng)前，各運營商紛紛明確“十四五”期間的建站規(guī)劃。根據(jù)充電聯(lián)盟發(fā)布的《2021 年度中國電動汽車換電生態(tài)發(fā)展》數(shù)據(jù)顯示，奧動新能源計劃至 2025 年在全國建成 10,000 座換電站；杭州伯坦計劃至 2025 年在全國建成換電站累計超過 2,000 座；協(xié)鑫能科計劃至 2025 年建成 6,000 座換電站，其中乘用車換電站建設(shè)目標(biāo)為 3,600 座。未來，隨著國內(nèi)換電市場前景不斷明朗，行業(yè)內(nèi)企業(yè)將會更加積極布局、規(guī)劃換電站建設(shè)，市場競爭將逐漸加劇，國內(nèi)換電市場格局將迎來較大變革。
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