電子發燒友網報道(文/黃山明)在新能源汽車、儲能及其他電池驅動設備的快速發展下,對于充電的高效、安全需求也越來越高,而充電模塊就是負責將外部電源(如電網、太陽能板等)提供的電能轉換為適合電池充電的形式的關鍵組件。
以充電樁為例,充電模塊作為核心部件,類似于人體的心臟,它決定著充電樁的大部分成本、電能轉換效率,以及充電速度和可靠性。而在儲能系統中,充電模塊可以將太陽能板、風力發電機等可再生能源產生的電能存儲在電池中。
通常充電模塊由幾個主要部件組成,包括輸入端(整流器、濾波器)、控制部分(MCU、驅動電路、傳感器)、輸出端(DC/DC轉換器、變壓器、濾波器)、保護電路(OVP、OCP、SCP、OTP)、通信接口(CAN總線)、用戶界面(顯示屏、指示燈)等。
目前市場中的主流充電樁充電模塊包括40kW、30kW、20kW、15kW等類型。其中,30kW和40kW充電模塊因其高功率、高效率的特點,逐漸成為市場主流。
從技術發展趨勢來看,充電模塊技術正不斷向高功率密度、寬電壓范圍、高轉換效率方向發展。例如,大功率化(如30kW及以上)以提高電動汽車的充電速度,實現雙向充電功能,以及更寬的輸出電壓范圍以適應各類新能源車型電池的需求。此外,液冷技術的應用也有助于解決大功率超充帶來的熱管理問題。
國產充電模塊正快速發展
當前,充電模塊市場目前處于高速增長期,隨著新能源汽車、儲能等市場的快速發展,充電模塊作為充電樁的核心部件,其市場需求不斷擴大。
據機構數據顯示,2023年全球充電樁充電模塊市場規模達到94.73億元,預計到2030年將攀升至928.85億元,年復合增長率高達39.58%
中國市場表現尤為搶眼,2023年市場規模為74.17億元,全球占比78.30%,預計2030年將超越美國,躍升為全球最大市場,市場規模達634.38億元,全球占比68.30%。并隨著全球新能源汽車市場的擴張,海外市場對充電模塊的需求也在快速增長。國內企業如英飛源、華為等已經開始布局海外市場,拓展國際業務。
同時,充電模塊的單模塊功率從最初的10kW、15kW逐步提升到20kW、30kW,目前40kW模塊已成為主流。未來,更高功率的模塊(如60kW、80kW)將逐漸普及。并且充電模塊的輸出電壓范圍從最初的500V提升到750V,再提升到1000V,以適應不同類型的電動汽車和儲能系統。
從市場來看,充電模塊具有較高的技術門檻,只有少數企業掌握了核心技術和生產工藝。隨著市場容量的擴大,充電模塊的價格競爭日益激烈。部分技術和服務跟不上的企業被淘汰或轉型,市場集中度將進一步提高。
目前充電模塊市場集中度已經比較高了,主要供應商包括英飛源、特來電、優優綠能、通合科技、永聯等。其中,英飛源長期保持市場領先地位,市場占有率超過33%。
從發展趨勢來看,隨著800V高壓平臺車型的普及,大功率快充將成為主流,對充電模塊的功率和效率提出更高要求。V2G和V2H等技術的的發展將推動雙向充電模塊的市場需求。
通過物聯網、大數據和人工智能技術,實現充電模塊的智能化管理和優化,提高運營效率。未來充電模塊將更加注重環保,使用更多環保材料和可回收組件,適應全球對可持續發展的要求。
小結
充電模塊作為新能源汽車和儲能系統的關鍵組件,近年來在技術、市場和應用方面取得了顯著進展。隨著新能源汽車市場的持續增長和儲能技術的不斷進步,充電模塊將迎來更廣闊的發展空間。
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