来源:Marwen Wang时间:2023-12-13
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首届“中国汽车充换电生态大会”将于12月19日至21日在杭州富阳举行。大会将就“充换电基础设施建设”、“充电桩下乡”、“高品质充电服务”、“换电模式”、“海外出口”和“车网互动”等议题进行深入交流探讨。
新能源汽车产业的发展一直受到续航里程焦虑的制约,随着行业渗透率的提升,充电桩和充电站的新建市场规模也将进一步扩大。据亿欧智库预测,该市场规模将从2023年的337亿元逐步增长至2030年的1061亿元。
充电桩产业链梳理
充电桩产业链的上游主要由元器件生产商组成,主要为整桩产品提供传统的电子零部件;中游则包括充电整桩制造商和充电设施运营商;下游主要由有刚性充电需求的新能源汽车厂商构成。
上游主要由充电桩设备的元器件供应商组成,如充电模块、继电器、接触器、监控计量设备、充电枪、充电线缆、主控制器、通信模块等。
充电模块作为直流充电设备的核心部件,其代表企业有优优绿能、通合科技、许继电气等。
中游主要是充电桩整桩制造企业和运营商。这两部分业务有所重叠,很多主流的充电桩企业都采取“生产+运营”一体化模式。代表企业包括盛弘股份、绿能慧充、南方电网等。
下游主要以新能源电动汽车制造商和充电服务运营商为主,如蔚来、特斯拉、比亚迪等。
整桩制造主要涉及模块、充电枪等部件的组装。其中,模块是充电桩的核心部件,负责电路的控制转换,确保电路供电的高效和稳定。
液冷超充:充电核心趋势
当前大功率导致热效应显著增加,因此热管理方式正在从风冷向液冷转变,主要体现在液冷充电模块和液冷充电枪线上,并且推动了桩体冷却流道等设计结构的创新。
液冷超充具有多重优势。首先,由于模块与外界环境隔绝,可以有效降低充电设备的损坏率,提高设备的安全性和使用寿命。其次,液冷充电桩的散热能力提高了50%,同时降低了功率器件的数量,使整个模块符合IP97防护等级,提高了可靠性。此外,液冷充电桩还采用了分立化散热方案和大叶片风扇,大幅降低了系统的噪音输出。
液冷技术确保了10年的使用寿命,全模块化单柜的最大功率为720kW,具有12枪输出能力,市电利用率提高了30%,总拥有成本(TCO)下降了40%。
目前,液冷超充桩的投资额相较于传统的直流桩仍然较高,但规模化降本仍有待实现。
鉴于中国新能源汽车市场规模和产品竞争力的稳定增长,预计2023年将成为超充级新能源汽车市场启动的元年。随着更多超充电池的量产和应用于汽车上,2024年市场有望进入为期5-7年的爆发期。
2023年国庆期间,华为的全液冷超充站在川藏线落成,这标志着超充技术的加速进展。该超充站的最大功率为600kW,最大电流为600A,实现了“一秒一公里”的快速充电。
在2023年4月的上海车展上,华为的全液冷超充就已经亮相。该技术融合了光储技术,并实现了液冷、高压防护、功率分配等技术的应用,从而提高了10年的内部收益率(IRR)达到66.7%。
大功率还意味着对电网的冲击会大幅增加,因此配备储能系统的重要性也日益凸显。从450V到800V的超充平台,成本增加的零部件包括动力电池包、驱动电机、高压线束、热管理系统和熔断器等。相关零部件市场规模的增量预计在2025年将达到约178亿元,而在2030年将进一步增至约543亿元。
液冷模块
常规充电桩主要采用风冷散热方式,利用导热材料和高速风扇将热量从充电桩内部散发出去。这种方法的成本较低,但在散热效率、噪音和使用寿命等方面存在明显的局限性。
相比之下,液冷超充采用液体散热,其结构与传统风冷模块有显著区别。
液冷模块包括水冷头、液冷板、管道系统和液冷泵等组件,利用专门的液体循环通道和冷却液进行散热,从而实现更高的散热效率和更好的性能。
目前,充电模块的生产主要有具备技术积累的供应商如英飞源、华为和中兴等。
随着充电模块价格的下降以及大功率、智能化和网络平台化的发展趋势,充电桩厂商如特来电和盛弘股份等也逐渐进入充电模块的生产环节,实现自产自研。
液冷枪线
液冷充电枪可以实现更高效的快速充电,并且在充电过程中能够有效地解决散热问题。
相较于传统充电枪,液冷充电枪具有更出色的散热性能,因此可以处理更大的电流而不会过热。
这意味着液冷充电枪可以在保证安全的前提下允许更高的电流输入,从而提高充电功率,缩短充电时间,提升充电的便捷性。
充电桩制造竞争格局和龙头梳理
目前中游充电桩国内供应商的数量已超过300家。我国的充电桩行业主要分为网内和网外两大市场。网内市场主要是指由国家电网、南方电网以及地方电网主导的公共充电桩的集中招标。而网外市场则主要由民营充电站构成,如特来电、星星充电、万马爱充等民营运营公司是这一市场的主要参与者。
在2023年1-6月,我国新增了35.1万台公共充电桩,其中直流公桩为14.7万台。行业的头部集中趋势明显,2023年上半年新增公共充电桩的前三大企业占据了56.4%的市场份额,前五大企业占据了71.9%的市场份额。
由于国内政策和需求的双重推动,充电桩建设行业在年内维持了高景气度。从中长期来看,出口欧美市场和直流桩占比的提升将进一步打开行业的发展空间。
直流充电桩占比高的整桩企业和模块企业包括绿能慧充、金冠股份、通合科技、盛弘股份、道通科技、金冠电气、利和兴、泰永长征、特锐德、香山股份、欧陆通、英可瑞、沃尔核材、永贵电器和炬华科技等。
充电桩上下游相关布局厂商众多,代表厂商包括宁德时代、瀚川智能、山东威达、协鑫能科、通合科技、永贵电器、威迈斯、鑫宏业等。
此外,车企正热衷于布局大功率充电技术,且这一趋势日益显著。直流充电在高速公路和城乡公共场景中为电动汽车补充能量起到了关键作用。目前,中国的主要汽车企业都在加速研发120kW及以上级别的大功率充电技术,并积极推出相关的超级快充产品,包括小鹏的S4超充桩(最大功率480kW)、吉利的威睿超充2.0(最大功率600kW)、以及埃安的A480超充桩(最大功率480kW)等。
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