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(shì)、市場(chǎng)規(guī)模前景
發(fā)布時(shí)間：2023年3月9日 |
文章來(lái)源：800V高壓未來(lái) |
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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(shì)、市場(chǎng)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(jì)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(chǎng)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(wàn)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(wàn)馬股份等企業(yè)。
下游企業(yè)為運(yùn)營(yíng)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(yùn)營(yíng)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(wàn)幫數(shù)字、特銳德、國(guó)家電網(wǎng)、南方電網(wǎng)、奧動(dòng)新能源、杭州伯坦、蔚來(lái)、特斯拉、比亞迪、上汽集團(tuán)、金龍客車等企業(yè)。
2、新能源汽車充電技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
為配合整車的銷售，部分新能源汽車整車廠商會(huì)選擇自建充電樁吸引消費(fèi)者。為提升消費(fèi)者充電體驗(yàn)，縮減充電時(shí)間，新能源汽車整車廠商通常會(huì)為其消費(fèi)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(guò)提高充電電流和提升充電電壓予以實(shí)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(guò)程中的熱量釋放，進(jìn)而對(duì)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(guò)600A，需要使用直徑更大的線纜及液冷充電槍，對(duì)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(jí)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(huì)顯著增加充電過(guò)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(guò)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(tái)架構(gòu)。2019 年保時(shí)捷推出的 Taycan 首次推出 800V 電壓平臺(tái)架構(gòu)，充電功率最高可達(dá) 350KW。相較于 400V 電壓平臺(tái)，800V電壓平臺(tái)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(lái)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(tái)，高壓快充成為新能源汽車廠商增加產(chǎn)品亮點(diǎn)的重要舉措。
未來(lái)，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(tái)的提高，將會(huì)帶動(dòng)大電流、高電壓的大功率快充需求，從而推動(dòng)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(dòng)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(guó)車樁比達(dá)到 1:1 的戰(zhàn)略目標(biāo)。截至 2022 年 9 月末，中國(guó)大陸新能源汽車保有量為 1,149.00 萬(wàn)輛，公共充電樁和私人充電樁合計(jì)保有量為 448.80 萬(wàn)臺(tái)，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(shì)，但距離政策目標(biāo)仍有較大差距。
資料來(lái)源：充電聯(lián)盟、普華有策
為實(shí)現(xiàn)既定車樁比目標(biāo)，且考慮到中長(zhǎng)期新能源汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)未來(lái)充電樁保有量也將快速增長(zhǎng)，可以預(yù)見(jiàn)以充電模塊為核心器件的大功率直流充電樁增長(zhǎng)潛力巨大。
從 2018 年末至 2022 年 9 月末，中國(guó)大陸公共充電樁保有量從 299,752 臺(tái)增加至 1,635,826 臺(tái)，私人充電樁保有量從 476,869 臺(tái)增加至 2,852,390 臺(tái)，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(lái)看，公共充電樁和私人充電樁數(shù)量均呈較快增長(zhǎng)趨勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)一段時(shí)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(yùn)營(yíng)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(guó)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(shì)。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(duì)電網(wǎng)供電能力要求較高，因此數(shù)量相對(duì)較少。但隨著用戶對(duì)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(lái)發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)計(jì)未來(lái)直流充電樁占比有望進(jìn)一步提升。
（4）充電站運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)集中度較高，但呈降低趨勢(shì)
從運(yùn)營(yíng)端來(lái)看，充電樁運(yùn)營(yíng)具有顯著的規(guī)模效應(yīng)，導(dǎo)致了較高的市場(chǎng)集中度。截至 2022 年 6 月，在中國(guó)大陸充電站運(yùn)營(yíng)商中，所運(yùn)營(yíng)充電樁數(shù)量超過(guò) 1 萬(wàn)臺(tái)的共有 16 家，其中特來(lái)電、星星充電和國(guó)家電網(wǎng)分別運(yùn)營(yíng) 28.69 萬(wàn)臺(tái)、28.43萬(wàn)臺(tái)和 19.65 萬(wàn)臺(tái)，處于前三的市場(chǎng)地位。整體上看，前十大運(yùn)營(yíng)商運(yùn)營(yíng)充電樁數(shù)量占總量的 85.09%。由于充電站建設(shè)和運(yùn)營(yíng)需要投入大量資金，回本周期長(zhǎng)，其行業(yè)特性決定了企業(yè)需要具有資金優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、資源優(yōu)勢(shì)、互聯(lián)網(wǎng)思維和服務(wù)意識(shí)，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(chǎng)集中度。
雖然目前中國(guó)大陸公共充電樁運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)仍保持著較高的市場(chǎng)集中度，但隨著行業(yè)政策出臺(tái)及新能源汽車行業(yè)發(fā)展，市場(chǎng)各參與主體對(duì)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(yùn)營(yíng)市場(chǎng)集中度呈下降趨勢(shì)。2021 年 6 月底、2022年6月底，前三大、前五大、前十大運(yùn)營(yíng)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(dòng)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(guó)大陸換電站運(yùn)營(yíng)市場(chǎng)主要由蔚來(lái)、奧動(dòng)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(jì)，蔚來(lái)?yè)Q電站建設(shè)規(guī)模最大，截至 2022 年 9 月，蔚來(lái)在國(guó)內(nèi)建成換電站 1,160 座，占比高達(dá) 65.83%；奧動(dòng)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(yùn)營(yíng)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(guó)電動(dòng)汽車換電生態(tài)發(fā)展》數(shù)據(jù)顯示，奧動(dòng)新能源計(jì)劃至 2025 年在全國(guó)建成 10,000 座換電站；杭州伯坦計(jì)劃至 2025 年在全國(guó)建成換電站累計(jì)超過(guò) 2,000 座；協(xié)鑫能科計(jì)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(lái)，隨著國(guó)內(nèi)換電市場(chǎng)前景不斷明朗，行業(yè)內(nèi)企業(yè)將會(huì)更加積極布局、規(guī)劃換電站建設(shè)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將逐漸加劇，國(guó)內(nèi)換電市場(chǎng)格局將迎來(lái)較大變革。
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