充电模块的功率演进大致经历三代:第一代以单个 7.5kW 为主,第二代进化到 15–20kW,目前已有 30–40kW 的模块。推动这一进程的关键拐点有两个:一是液冷与碳化硅走向标配,支撑单模块功率继续上行,但同时抬高了造价;二是双向充电架构的兴起,让电动车在不用时可作为储能反哺电网、参与调峰。整体看,充电模块的技术路线正沿“大功率+双向充电”两条主线展开。
一、功率演进的三级台阶
充电模块是直流充电桩最重要的部件,作用是把电网中的交流电转换为可供电池充电使用的直流电。实际应用中,一个充电桩往往不止一个模块:120kW 的直流桩可以用 8 个 15kW 模块,也可以用 4 个 30kW 模块。因此单个模块功率越高,越利于桩内空间的优化。
从产品端看,这一路径已有清晰的落地痕迹:英可瑞的充电模块覆盖 3.5/7.5/10/15/20/30kW,通合科技的模块产品覆盖 20/30/40kW,英飞源的充电模块覆盖 7/15/20/30/40kW 并另有 40kW 液冷模块。第一代的 7.5kW、第二代的 15–20kW、当前的 30–40kW,构成了行业功率爬坡的主线。
二、液冷与碳化硅:大功率化的代价与门槛
功率再往上走,就面临成本上的问题——液冷、碳化硅标配之后,造价也就贵了。这意味着大功率并非单纯的设计选择,而是材料与散热方案同步升级的结果。液冷解决高功率密度下的散热,碳化硅则服务于功率器件环节,两者叠加才能支撑单模块功率继续抬升,代价则是整机成本的上升。
三、双向充电:从充电桩到电网调峰资源
除功率越做越大,充电模块的另一趋势是双向充电。这一构想与特斯拉的设想相似:未来电动车不用时作为储能存在,可以反哺电网,为电网提供调峰需求。目前在这一方向上走得比较靠前的是意法半导体,其设计的功率器件已具有双向充电能力。产品层面,优优绿能已推出 7/11kW 的 V2G 双向充电机,欧陆通则有 30kW、25kW 双向 ACDC 模块。
常见问题
充电模块功率越高越好吗?
并非单向结论。单模块功率越高,越利于桩内空间优化,这是 30–40kW 模块出现的直接动因。但功率继续上行会面临成本问题,液冷与碳化硅标配后造价随之上升,需在空间效率与整桩成本之间权衡。
液冷和碳化硅为什么被视为关键拐点?
它们是大功率化的支撑条件。液冷应对高功率密度下的散热,碳化硅服务于功率器件,两者标配后单模块功率才具备继续向上的基础,同时这也是造价上升的主要原因。
双向充电对充电桩行业意味着什么?
它把电动车从单纯的用电端变为可反哺电网的储能单元,为电网提供调峰需求。目前意法半导体的功率器件已具备双向充电能力,优优绿能、欧陆通等也已推出双向充电相关模块产品。