充电桩充电模块的功率演进路径清晰:第一代以单个7.5kW为主,第二代提升至15-20kW,当前已有30-40kW的模块产品。功率越高,越利于桩内空间优化——例如120kW直流桩可用8个15kW模块或4个30kW模块。但功率继续上行会遇到成本约束,因为液冷与碳化硅标配后造价随之上升。而模块的核心功率器件仍以外采为主,真正的壁垒并不在功率数字本身,而在稳定性和可靠性。
功率迭代的逻辑:从7.5kW到30-40kW
充电模块的功能是把电网中的交流电转换为可供电池充电使用的直流电,是直流充电桩中价值量占比最大的部件,基本占到整桩价值的一半以上。
模块数量与单模块功率共同决定整桩功率。同样一座120kW直流桩,用8个15kW模块或4个30kW模块都能实现,但后者模块数量更少,更利于桩内空间的优化。这正是模块功率不断做大的直接动因。
从产品现状看,30kW、40kW模块已在多家企业量产:通合科技模块产品覆盖20/30/40kW;英飞源充电模块覆盖7/15/20/30/40kW,并有40kW液冷模块;优优绿能大功率直流快充模块覆盖20/30/40kW。除大功率外,双向充电也是重要演进方向,即电动车闲置时可作为储能反哺电网、参与调峰。
液冷与碳化硅:功率上行的成本约束
功率继续往上走,面临的是成本问题。液冷、碳化硅标配之后,模块造价也就贵了。这意味着大功率并非没有代价的单向升级,而是需要在散热方案、功率器件选型与整桩成本之间取得平衡。
模块内部的细分元器件中,功率器件与电感电容的价值量合计占到充电模块的六成以上。而模块的核心功率器件仍依赖外采,IGBT等器件的供应方包括英飞凌、ABB、三菱、西门康、东芝、富士等海外厂商。因此,模块企业在大功率上的差异化,更多体现在系统设计、散热与可靠性控制,而非器件本身的自制。
真正的壁垒:稳定性与可靠性
上游零部件多为电子元器件,整体壁垒并不算高,但充电模块的壁垒主要就在稳定性和可靠性。这一点在客户端有直接体现——客户采购充电桩时,有时会要求企业采用第三方的充电模块,说明模块的稳定可靠表现是采购决策中的关键考量。
市占率数据也从侧面印证了壁垒的存在:2020年国内充电模块格局中,英飞源以35%居首,特来电与永联各占11%,优优绿能和中兴各占6%,通合、英可瑞各占4%,盛弘占3%。具备模块能力再做整桩,毛利率会明显优于只做桩的企业。
常见问题
充电模块功率越大越好吗?
并非如此。单模块功率越高,越利于桩内空间优化,但功率再往上会面临成本问题,因为液冷、碳化硅标配后造价上升。实际选型需要在空间、散热、成本与可靠性之间综合权衡。
充电模块的技术壁垒是功率器件吗?
模块的核心功率器件确实以外采为主,但这不代表模块没有壁垒。其壁垒主要体现在稳定性和可靠性上,这也是部分客户会指定使用第三方充电模块的原因。
液冷和碳化硅为什么会影响模块成本?
液冷与碳化硅在大功率模块上趋于标配,而标配之后模块造价随之上升。因此功率提升并不是无成本的升级,需要结合整桩方案综合评估。