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新能源汽車充換電設備設施產業鏈及充換電發展趨勢、市場規模前景

發布時間:2023年3月9日 | 文章來源:800V高壓未來 | 瀏覽次數:1,387 | 訪問原文

新能源汽車充換電設備設施產業鏈及充換電發展趨勢、市場規模前景
1、新能源汽車充換電設備設施產業鏈
新能源汽車充換電設備設施產業鏈上游是設備零部件,主要包括充電模塊、繼電器、接觸器、監控計量設備、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、優優綠能、英飛源、永聯科技等企業。
中游企業為充電樁及其他充電設備生產商,包括直流充電設備生產商和交流充電設備生產商,主要參與者包括 ABB、BTC POWER、Daeyoung、萬幫數字、盛弘股份、玖行能源、科陸電子、中恒電氣、科士達、萬馬股份等企業。
下游企業為運營服務商及終端客戶,包括換電站、充電站、新能源汽車廠商及配套運營服務商。新能源汽車充換電設備設施產業鏈下游參與者包括萬幫數字、特銳德、國家電網、南方電網、奧動新能源、杭州伯坦、蔚來、特斯拉、比亞迪、上汽集團、金龍客車等企業。
2、新能源汽車充電技術發展趨勢
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。
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,進而對充電設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,對散熱技術要求更高。目前,充電設備散熱技術及方案逐步成熟,液冷充電樁、液冷充電槍等已開始逐步應用,超級充電樁有望得到進一步推廣。
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。2019 年保時捷推出的 Taycan 首次推出 800V 電壓平臺架構,充電功率最高可達 350KW。相較于 400V 電壓平臺,800V電壓平臺工作電流更小,可以節省線束體積、降低線路內阻損耗,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品亮點的重要舉措。
未來,充電設備散熱技術的發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。
3、充電樁行業發展趨勢
(1)車樁比進一步下降
車樁比是衡量充電樁建設程度的關鍵指標。2015 年,發改委、工信部等部委發布的《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015-2020 年)》中提出了到 2020年我國車樁比達到 1:1 的戰略目標。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,但距離政策目標仍有較大差距。

資料來源:充電聯盟、普華有策
為實現既定車樁比目標,且考慮到中長期新能源汽車保有量的持續增長,預計未來充電樁保有量也將快速增長,可以預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。
(2)公私樁保有量占比趨于穩定
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構總體維持在4:6 左右。目前來看,公共充電樁和私人充電樁數量均呈較快增長趨勢,預計未來一段時間內,公私樁保有量占比仍將趨于穩定。銅排銅棒是充電樁的重要銅材原材料。
(3)直流充電樁占比上升
直流充電樁是目前充電模塊最主要的下游應用領域。直流充電樁樁體體積和占用面積較大,目前多數應用于集中運營的充電站中,即主要應用于公共充電領域。
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,但建設成本較高,占地面積較大,對電網供電能力要求較高,因此數量相對較少。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未來發展趨勢,預計未來直流充電樁占比有望進一步提升。
(4)充電站運營市場集中度較高,但呈降低趨勢
從運營端來看,充電樁運營具有顯著的規模效應,導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量占總量的 85.09%。由于充電站建設和運營需要投入大量資金,回本周期長,其行業特性決定了企業需要具有資金優勢、技術優勢、資源優勢、互聯網思維和服務意識,具有較高的行業門檻,因此目前行業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,但隨著行業政策出臺及新能源汽車行業發展,市場各參與主體對建設和布局充電基礎設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量占比分別從66.90%、79.13%和 90.29%下降至 50.24%、68.48%和 85.09%。
4、換電行業發展趨勢
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備,而充電模塊是直流充電設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參與。根據充電聯盟數據統計,蔚來換電站建設規模最大,截至 2022 年 9 月,蔚來在國內建成換電站 1,160 座,占比高達 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%。
當前,各運營商紛紛明確“十四五”期間的建站規劃。根據充電聯盟發布的《2021 年度中國電動汽車換電生態發展》數據顯示,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目標為 3,600 座。未來,隨著國內換電市場前景不斷明朗,行業內企業將會更加積極布局、規劃換電站建設,市場競爭將逐漸加劇,國內換電市場格局將迎來較大變革。
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