10月26日，國務院發布《2030年前碳達峰行動方案》，文件表示，大力推廣新能源汽車，逐步降低傳統燃油汽車在新車產銷和汽車保有量中的占比。到2030年，當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右。新能源汽車作為運輸工具低碳轉型的重要推動力，將進入快速發展期。無疑，與之相匹配的公共基礎配套設施充電樁也將隨之迎來廣闊的市場前景。

我們知道，充電樁行業發展主要方向是圍繞著大功率直流充電進行，其中基礎設施核心是直流快充充電樁。常見的直流充電樁核心部件模塊包括充電模塊、控制模塊、電源模塊等，而充電模塊是充電樁之心，也是構建高功率充電基礎設施的核心部分。本文旨在淺要分析目前充電模塊產品的發展現狀和趨勢。

充電模塊的市場現狀

作為大功率電源應用，充電模塊的主要器件有半導體功率器件、磁性元件、電容等。但今年以來，受下游應用需求旺盛，器件產能受限等因素影響，芯片材料成本持續上漲，以MOS管為主要器件的充電模塊的利潤空間被嚴重壓縮、減少。隨著單位利潤率的不斷下降，充電模塊企業規模化效應將越來越重要，產能必將進一步集中，處于行業供貨量主流領先的企業，將會更加主導全行業的發展。

根據中國充電聯盟最新數據，截至2021年9月公共類充電樁104.4萬臺，其中直流充電樁42.8萬臺、交流充電樁61.6萬臺。2021年1-9月，充電基礎設施增量為54.2萬臺；截止9月，全國充電基礎設施累計數量為222.3萬臺，同比增加56.8%。相較于2020年全年，公共充電樁保有量80.7萬臺，充電樁總量168.1萬臺，充電基礎設施增量46.2萬臺，同比增長率12.4%；2021年前9個月的充電樁增量已大大超過2020年全年的水平，這顯示全國充電樁行業的建設規模正持續擴大和快速成長。

從以上表格看到，2021年1-9月公共直流充電樁同比增加11.9萬臺，前9個月公共直流充電樁和公共交流充電樁增長量相當，相對于2020年公共直流充電樁的增長量和在公共充電樁增長總量中占比均有明顯提升，而公共交流樁增長量則大幅降低，因此公共充電樁建設越來越重視直流充電樁的需求，隨著新能源汽車總量快速增加，包含私人車主在內的對公共場景快速充電的需求正不斷強化。預計公共直流充電樁在公共充電樁總量中的占比將進一步提升。

但現實是直流充電樁總體數量相對于蓬勃發展的新能源汽車數量明顯不足。實際上車樁比相較于去年還拉高了，數據顯示，新能源汽車保有量從2020年底的492萬輛快速上升至2021年9月的678萬輛，但充電樁增長速度相比新能源汽車的銷量增速有所放緩，車樁比由2020年的2.94:1拉開至2021年9月底的3.05:1。

目前充電樁總量中公共樁占比尚不到一半，直流充電樁在公共充電樁總量中占比又不到一半，到2021年9月底新能源汽車保有量與公共樁保有量比例達到6.49:1，也就是說超過6輛新能源汽車共享一臺公用充電樁，超過12輛車公用一臺直流充電樁，車樁比不協同，正是國慶長假出現長時間等待充電窘境的重要原因之一。可以預見，以充電模塊為核心器件的大功率直流充電樁增長潛力巨大。

近年來，與充電設施行業同步增長的充電模塊市場經過激烈競爭，目前主要的充電模塊供應商已屈指可數，總數維持在十家以內，市場占有率及出貨量越來越向優勢企業集中化。2020年數據顯示，模塊龍頭企業英飛源市場占有率34.9%，多年保持出貨量行業第一地位，其領先優勢，與競爭對手呈現逐年拉大趨勢，其市場占有率和技術迭代等綜合實力亦不斷增強。

與此同時，根據《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035年）》，2025年新能源汽車銷量占比20%，2030年達到30%，新能源車保有量將在2025年達到1600萬輛，2030年達到5200萬輛。同時根據充電樁行業發展現狀及對未來的預測，按照車樁比維持在3~3.5：1 的水平，預測2020年充電樁保有量將達到175萬臺，2025年充電樁保有量將達到480萬臺，2030年充電樁保有量將達到1500萬臺。

基于上述對于直流充電樁建設增量的預測，并綜合考慮充電樁功率提升以及生產成本長期下降的趨勢，預計2021~2030年預計直流樁產值總額超過6000億元，對應的充電模塊產值總額在未來十年間可望超過3000億元的規模。而對于充電模塊廠商而言發展才剛剛開始。

充電模塊產品的發展趨勢

充電模塊又稱功率模塊，是整個充電樁行業、唯一具有技術門檻的核心產品。目前，同尺寸的充電模塊的功率密度逐漸升級，是行業廣泛共識。由原來的10kW、15kW逐步增加到20kW、30kW、40kW，甚至更大功率。目前英飛源，永聯，優優綠能、電王快充等企業均已批量生產使用40kW充電模塊。

隨著超級快充時代的到來，充電模塊的容量升級、可靠性以及安全性面臨著更高的要求。市面上中高壓的功率器件產品也逐漸推向更新更多的需求與應用，以滿足充電模塊的廣泛普及。值得一提的是，國網三統一標準的充電模塊，統一模塊外形尺寸、統一模塊安裝接口、統一模塊通訊協議，為充電樁系統集成商及充電運營企業提供了更好的選擇，國網三統一型充電模塊仍是當下各企業的主流產品。相信隨著行業快速發展，充電模塊進一步標準化，預計會成為未來趨勢。

充電模塊的另一個技術演進路徑是，模塊散熱方式的改變。充電模塊主要散熱方式為風冷散熱，但充電樁都是野外環境使用，隨著使用過程中經常會因為環境的惡劣導致充電模塊的故障率特別高，風冷散熱雖然經濟性較好，但在抗擊長時間高熱運轉下的散熱功能相對較差，因此模塊產品不斷改進散熱方式，從風冷發展到隔離風道散熱，風道優化設計后，風只吹發熱元器件，不發熱或發熱量小的器件位于PCB和機殼之間，并被擋風條保護，從而免于粉塵污染和腐蝕，同時所有半導體功率器件均密閉安裝在專利設計的結構組件中，從而大大減少故障率，提高可靠性和使用壽命。

此外，全隔離防護技術下的液冷充電模塊，采用全封閉模式，散熱性能更好，具有更高防護性，效率和使用壽命，但由于其費用成本較高，短時間難以成為市場應用的主要產品，部分廠家有典型應用和新品推出，比如英飛源，英可瑞等。

值得注意的是，隨著電價改革的深入發展，儲能行業被強力驅動，電網與光儲充互動融合發展成為充電樁行業發展的熱點方向。作為電網與車，樁互動的轉換中心，雙向充電技術越來越受到重視，V2G雙向充電技術和儲能充電解決方案或將成為模塊廠商的重要著力點。主要模塊廠商英飛源，優優綠能等均有相關產品推出。

目前充電樁上下游產業鏈企業更多注意力放在如何將模塊做到穩定、安全，高效的問題上。目前對于充電模塊相關核心技術而言，各個企業之間的技術水平稍有差距，但是總體上差距不大。智能高效，易維護，安全可靠，操作性強的充電樁設備正是目前充電基礎設施行業發展的基石和原動力。未來幾年，充電模塊將逐步滿足車主的安全需求，同時采用大功率、高效、便捷可靠的新技術成為主要方向。

總結

隨著我國“碳達峰和碳中和”發展目標的提出，新能源汽車的發展進程將進一步加速，充電基礎設施如何迎接新挑戰、把握新機遇將成為新主題。接下來，充電基礎設施加速充電樁與通信技術、智能電網、車聯網等技術有機融合。充電模塊作為充電樁的重要一環，在其深入發展中，也必將助力充電樁行業的蓬勃發展。

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