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  • 2023年新能源汽車充電模塊產品的市場現狀和發展分析

    文章來源:談車論樁

    隨著新能源汽車銷量和保有量的快速增長,同時疊加技術進步和政策不斷加持下,帶動充電樁市場強勁需求。中信證券預計,充電樁總量將快速增長,大功率、高電壓帶動價值量提升,給充電樁、充電模塊等產業鏈企業帶來結構性發展機遇。

    其實,充電樁市場的增量價值主要體現在大功率直流充電樁的增加值,這是由直流充電樁的單價費用在充電樁市場總量中的比重所決定。而直流充電樁的價值構成又主要由充電模塊的價格決定,充電模塊作為直流充電樁的核心器件,成本占比在45-50%左右,是整個充電基礎設施建設的主要成本和關鍵技術。

    新能源汽車和充電基礎設施的發展

    2022年中國新能源汽車銷量為688.7萬輛,充電基礎設施增量為259.3萬臺,充電基礎設施與新能源汽車對比情況,樁車增量比為1:2.7 ,充電基礎設施建設基本能夠滿足新能源汽車的快速發展。中汽協預測2023年新能源汽車增量為900萬輛;充電基礎設施增量為437.5萬臺,其中公共直流樁增加41萬臺,樁車比進一步縮小,能更好的改善綠色出行的便利性。

    充電樁的發展和新能源汽車的發展密不可分。車樁新媒體認為,未來三年新能源車與充電樁的協同發展主要體現在三大方面的相互促進作用:

    第一,2022年8月,交通部等四部門聯手為新能源車城際、省際出行續航?!都涌焱七M公路沿線充電基礎設施建設行動方案》提出,每個服務區建設的充電基礎設施或預留建設安裝條件的車位原則上不低于小型客車停車位的10%。此后,北京,廣東、浙江、河南、遼寧、山西、湖南、四川等多地發布《推進公路沿線充電基礎設施建設行動實施方案》,力爭在今年年底或2025年前實現充電樁在高速及公路沿線,和鄉鎮的全面覆蓋。

    交通部數據顯示,截止2022年10月底,國內已經有3974個高速路高速服務區完工充電樁16721個,較《行動方案》下發前各自提高28%和25%。但通過數據粗略計算,在已建成充電站的高速服務區中,平均每個服務區只擁有約為4個充電樁,與新能源汽車保有量相比呈現出發展滯后、數量和覆蓋面不足的現象;而且目前全國仍有2700余個高速服務區尚未建成充電設施。

    第二,今年2月,工信部等八部門組織開展公共領域車輛全面電動化先行區試點工作,提出將在36個區域進行推廣,數量合計為204萬輛。工作通知同時指出,新增公共充電樁(標準樁)與公共領域新能源汽車推廣數量(標準車)比例力爭達到1:1,而且對 180kW 以上的充電樁的折算進行 1.1 倍系數調整,政策明顯有利于公共領域直流充電樁建設向大功率的方向發展。

    全國來看,公共領域車輛包括公務用車、城市公交、出租、環衛、郵政快遞、城市物流配送、機場等領域用車。據初步統計,全國的公務用車至少在200萬輛以上;截至2021年底,全國擁有城市公交車70.94萬輛,擁有城市軌道交通配屬車輛5.73萬輛,擁有巡游出租汽車139.13萬輛;預計2025年城配新能源物流車保有量為844.2萬輛。龐大的公共領域汽車數量也是巨大的充電樁建設市場需求空間,在公共車輛電動化目標的拉動下,中信證券測算未來三年公共充電樁市場規模有望達487 億元。

    第三,兩會召開期間,總理報告指出確保汽車等大宗消費的增長,商務部部長王文濤表示,今年積極出臺新政策措施,比如指導地方開展新能源汽車下鄉活動,加快建設和優化充電等使用環境,支持新能源汽車的消費。據統計,目前全國有地級市293座、地級區333個、縣級區2844個、市轄區973個、縣級市388座、縣城1312個、自治縣117個。其中,鄉鎮一級的行政單位更是多達41636個。如果一個鄉鎮一個公共充電站,每個充電站10個充電樁,未來三年可望帶動數十萬充電樁的增加和數百萬級充電模塊的增量市場。

    2023年新能源汽車充電模塊產品的市場現狀和發展分析

    充電模塊的市場現狀和預測

    充電模塊又稱功率模塊,對電子電路的拓撲結構有極高的技術要求,決定了充電樁的性能和效率,是充電樁行業具有較高技術門檻的核心產品。因產品具備較深的技術壁壘,目前其核心技術只掌握在少數行業企業手中,可替代性弱,業態環境相對較好。

    經歷多年的價格戰,充電模塊成本不斷下降,根據車樁新媒體以往統計,2022年直流充電樁充電模塊價格約0.13元/W,較2015年已下降約85%。經過激烈的競爭,充電模塊供應企業從2015年的30多家,下降至十家左右,實際淘汰率高達75%以上。

    在充電樁行業掌握模塊技術的始終是少數企業,我們把這些企業分為兩種類型,一種是自產自用的內需型,一種是為充電樁設備企業提供充電模塊的供應型。無論是內需型、還是供應型,自2019年以來已經基本固化,其代表企業有:英飛源、優優綠能、永聯、特來電、通合、英可瑞等,不同的是各家市場占比有進有退,但作為行業龍頭企業-英飛源市場占有率(2022年模塊市場占比34%)一直處于魁首地位,不曾動搖。

    就2022年來看,因為芯片危機,充電模塊企業出貨量和產能受限,上半年充電模塊價格出現些微反彈,同時也為新參與者提供了機會,這一年有星源博銳、歐陸通等新的廠商進入充電模塊供應市場,但整體上未能改變自2019年以來形成的充電模塊供應商市場格局。2022年在包含內需型和供應型的全部充電模塊市場,市占率前五的企業是:英飛源、優優綠能、永聯、特來電、通合(如圖一);以供應型為主的充電模塊競爭市場(所謂競爭市場是指市場充電模塊總數量減去企業自用和企業股東采購量,所得的市場競爭性需求值),市占率前五的企業是:英飛源、永聯、通合、優優、英可瑞。無論是整體模塊市場還是競爭性市場,市占率前五的企業已占據市場絕大部分份額,產業集中度高,競爭格局日趨明朗。

    2023年新能源汽車充電模塊產品的市場現狀和發展分析
    一:2022年充電模塊市場企業份額分布(車樁新媒體)

    另一方面,充電樁技術不斷迭代,朝向大功率方向發展。據統計,截至2022年 10 月,國家電網先后招標兩批共計 5404 臺充電樁, 從功率結構上看,60%以上為 160kW 以上等級,240kW等級達到 5%。國家電網作為主要的充電樁運營商之一,對未來行業發展具有指標意義。

    快充趨勢亦有跡可循。2016 年新增公共直流充電樁平均功率為 62.9kW,而2020年新增公共直流充電樁平均功率為 131.9kW;《2022中國電動汽車用戶充電行為白皮書》顯示,72%用戶更偏愛120kw及以上大功率充電樁。我們認為目前市場上對快速充電的需求愈發顯現,未來160kw 充電樁或將成直流充電樁增量的主流,而 240kW 甚至更高功率充電樁占比也或將有所提升。

    隨著電動汽車的加速滲透以及超級快充時代的來臨,充電設施的運營將引來盈利的風口,對于運營方來說最為關注的是充電設備的可靠性和效率。當前主流的充電模塊以風冷20kW、30kW為主,通過強制風冷來散熱,穩定性受環境影響較大。風冷模塊一般2~5年的質保期,在整個場站的運營期(8~10年)需更換充電設備,所以充電模塊需要更高的可靠性和效率。

    液冷充電模塊是充電模塊的發展方向,液冷模塊采用全封閉設計,沒有風扇,通過液冷板內的冷卻液流動來散熱,內部器件與外界環境無接觸,可靠性極高,使用壽命可達10年以上;同時液冷模塊散熱效果優于傳統風冷散熱,模塊內部溫升低,器件運行效率高于風冷模塊。使用液冷充電模塊的充電設備在充電場站的全運營周期內的設備成本(TCO)是遠低于傳統風冷充電設備的。所以高可靠模塊、液冷散熱模塊的滲透率將逐步提高,同時單體模塊的價值也會同步提高。

    因此,對于未來三年充電模塊市場的規模預測邏輯已經建立。我們知道,充電樁充電模塊市場增長邏輯,與新能源汽車增長量、車樁增量比、公共充電樁占比、充電模塊價值量四大因素相關,其中新能源汽車增長量是核心變量。

    測算公式如下:充電模塊市場容量=新能源汽車增長量*車樁增量比*公共充電樁占比*直流充電樁占比*直流充電樁平均功率。如圖二:

    2023年新能源汽車充電模塊產品的市場現狀和發展分析
    二:充電模塊未來三年市場規模預測(車樁新媒體)

    與此同時,作為充電設施建設重要部件的充電模塊,其主要成本來自原材料成本(直接材料占比超過85%),包括:功率器件、磁性元件、電容、PCB、結構件等。在充電模塊生產環節,主要技術投入體現為方案設計、組裝與測試。

    而作為充電模塊的主要材料,功率二極管、MOS管等功率器件,電子變壓器、電感等磁性元件等亦將迎來廣闊市場。據安信證券測算,預計應用于充電樁的功率器件,2023-2025 年國內新增市場為43.01 億元、50.33億元、68.34 億元,磁性元件為35.84 億元、41.94 億元、56.95億元。由此可見,充電模塊不僅是充電設施產業技術的核心,還在產業鏈企業上下游運行中起到承上啟下的作用,是推動全行業發展的價值驅動器。

    總結:

    新能源汽車快速發展的當下,加強充電設施基礎建設,推動充電樁行業發展,提高充電模塊效率和使用壽命,關注這一核心產品的技術迭代和未來發展,讓新能源汽車“回得了家、出得了城、下得了鄉”,讓更多的新能源車主能夠放心出發、遠途出行,為增進民生福祉、提高人民生活品質提供更好保障、發揮其核心價值。

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