充电模块的功率演进经历了第一代单模块7.5kW、第二代15-20kW、再到目前30-40kW的三代升级,而驱动这一进程的关键拐点,是大功率化带来的成本与散热挑战,以及从单向充电向双向充电(V2G)的架构切换。如今,功率密度与双向能力共同构成了充电模块企业的核心竞争壁垒,也重塑了充电桩产业链的价值分配。

三代功率演进:从7.5kW到40kW

充电模块是直流充电桩的核心部件,负责将电网交流电转换为可供电池充电的直流电。其功率升级路径清晰:第一代充电模块多为单个7.5kW,第二代进化到15-20kW,目前已有30-40kW的模块。功率提升的直接价值在于,单个模块功率越高,越利于桩内空间的优化——例如一座120kW的直流桩,既可以用8个15kW模块,也可以用4个30kW模块。

不过,功率再往上走就会面临成本瓶颈。官方资料指出,液冷与碳化硅器件成为标配后,模块造价会明显上升,这是制约超高功率模块普及的关键经济因素。从产业链配套看,充电模块的价值量占充电桩整体的一半以上,其中功率器件与电感电容两项就占充电模块价值的六成以上。

双向充电:另一条关键赛道

除功率越做越大外,充电模块的另一大趋势是双向充电架构。这一构想与马斯克对特斯拉的设想类似:电动车不用时作为储能单元,可以反哺电网,为电网提供调峰需求。目前在该领域布局较领先的是意法半导体,其所设计的功率器件已具备双向充电能力。

双向充电的兴起意味着充电模块从单纯的“单向变流器”进化为“双向能量路由器”,这对功率器件的拓扑设计与控制算法提出了全新要求,也构成了后来者进入的新门槛。

行业格局:稳定性与出海成关键词

充电模块行业的竞争壁垒并不在于核心器件的自研——功率器件多为外采——而在于稳定性和可靠性。官方资料显示,有客户在购买充电桩时甚至会指定要求使用第三方充电模块,这反映出模块品质对终端设备信任度的直接影响。从企业维度看,具备模块自研能力再做充电桩,毛利率可高出约5个百分点。

在出海维度,国内模块企业大多以内销为主。以优优绿能为例,其外销比例从2019年的14.6%提升至2022年上半年的43.0%,在可比公司中处于较高水平;盛弘股份外销比率则不足20%。海外市场对高可靠性模块的付费意愿更强,出海能力正成为衡量模块企业成长性的重要标尺。

常见问题

为什么充电模块功率不是越大越好?

功率提升会带来散热与器件成本问题。液冷和碳化硅器件成为标配后,模块造价显著上升,因此30-40kW是当前成本与性能的平衡点,更高功率需等待技术进一步成熟。

双向充电对普通车主意味着什么?

双向充电(V2G)让电动车在闲置时可作为储能设备向电网反向送电,帮助电网调峰。对车主而言,未来可能通过参与电网调节获得收益,但目前仍处于早期布局阶段。

充电模块企业的核心壁垒是什么?

壁垒主要在稳定性和可靠性,而非功率器件的自研能力。此外,外销能力正成为新的竞争分水岭——海外市场对模块品质要求更高,外销占比高的企业往往具备更强的产品竞争力。