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新基建刺激下的充电桩市场

2020-07-29 16:20:18

            现在,随着“新基建”风潮的到来,充电桩产业将再次迎来发展机遇,业内普遍预测充电桩建设将会迎来爆发式增长。据统计,截止2019年底,我国充电桩保有量达到121.9万个,其中,公共桩保有量达到51.64万台,私人桩保有量为70.27万台。新能源汽车保有量达到318万辆,车桩比3.5:1。

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图1:充电桩行业现状

            另外,根据中国充电联盟最新的一组数据显示,截至2020年5月,联盟内成员单位总计上报公共类充电桩55.1万台,其中交流充电桩32.1万台、直流充电桩22.9万台、交直流一体充电桩488台。
            从图1中,我们可以看到,公共类充电桩从2019年6月的41.2万台,增长到了2020年5月的55.1万台,月均新增公共类充电桩约1.2万台。
            据<电子发烧友网>了解,现在不论是充电桩方案厂商,还是充电桩设备商,接单都接到手软,都在加班加点赶货中。可以说,充电桩行业现在是一片火热,都像打了鸡血一样。
新基建带来了哪些利好?
            自从今年年初国家推出“新基建”概念以来,各地都出台了充电桩产业的相关扶持计划,给按下了暂停键的充电桩产业带来了新的刺激。工业化信息部曾出台规划,计划到2025年,新能源汽车目标比例为25%左右,在2019年的比例仅不到5%,可以说从2020年到2025年,充电桩的潜在增长率很高。
            在英飞凌科技(中国)有限公司电源与传感系统事业部高级经理陈宇威看来,新基建会加快充电桩产业的发展。
首先,由于新基建的影响,地方政府的支持力度会加大,会出台更多的政策和补贴推动充电桩产业的发展。比如,6月10日,北京市发展和改革委员会发布《北京市加快新型基础设施建设行动方案(2020-2022年)》,在充电基础设制定到2022年新建不少于5万个电动汽车充电桩,建设100个左右换电站。

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图2:英飞凌科技(中国)有限公司电源与传感系统事业部高级经理陈宇威。

            其次,会有更多的资本投入到充电桩产业当中来。比如国家电网计划投资27亿元、南方电网计划投资12亿元、特来电计划投资10亿元来发展充电桩基础设施建设。国家电网还正式开展了“寻找合伙人”活动,邀请符合条件的合伙人与国家电网一同共建共享充电桩。近日,动力电池龙头企业宁德时代和区域性充电网络运营商百城新能源合资成立了上海快卜新能源科技有限公司,致力于智能微网一体化储充系统研发。
            陈宇威表示,“新基建”即“新型基础设施建设”,侧重于科技驱动基础设施建设,推动网络、数字、智能化 未来的充电桩将进化成互联互通的充电网. 实现“充电体验安全快捷、充电设施安全高效和无人值守、充电网络智能调度”。

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图3:倍捷连接器(PEI-Genesis)销售总监李鸿钧。

            除了带来了业务和资本利好,在倍捷连接器(PEI-Genesis)销售总监李鸿钧看来,新基建带来的利好远不止这些。他认为与充电桩一同被列为新基建项目的5G基础设施和大数据中心其实也给充电桩产业赋能了。比如说,充电桩运营商可以通过5G和大数据分析来合理布局充电桩的建设地点,以获得最大的营运效率,获得最大利益。同时也可以让用户更加方便快捷地找到充电桩为汽车充电。
            在这么多公司和资本的帮助下,充电桩产业的生态将会更加丰富,以前各自为战的局面可能会得到改善。
充电桩方案对比
            就目前来说,充电桩主要有三种模式,即直流充电桩、交流充电桩和交直一体充电桩,这几种充电桩有何区别呢?
            一般来说,交流充电桩就是将交流电提供给新能源汽车,让后通过新能源汽车内置的车载充电器给电池充电。这种方式的功率一般不高(7kW左右),电流比较小,桩体较小,安装比较灵活,充电时间需要6到8个小时。适用于小型乘用新能源汽车,多应用在小区等私人物业区域。
            直流充电桩,就是直接将直流电提供给新能源汽车电池充电,它的功率一般比较大,充电时间短,桩体较大,占用面积也大。直流充电桩时用于电动大巴、中巴、出租车、工程车等快速直流充电车辆。

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图4:不同功率的直流充电桩充满一辆汽车所需要的时间。

            英飞凌的陈宇威表示,现在的直流充电桩的功率范围很广,从20kW到350kW的都有。一般来说,充电桩的功率越大,充满一辆车所需的时间就越短。他举例说,“一个20kW的充电桩让一辆汽车充满电的所需的时间是120分钟的话,50kW的充电桩需要48分钟;而如果使用350kW的充电桩,需要7分钟。”
充电桩方案对功率器件和连接器的要求
            据陈宇威介绍,现在有不少直流充电桩采用的是模块化解决方案,即通过选用不同的充电模块来构成不同功率的充电桩。他举例说,一个120kW的直流充电桩,可以选用6个20kW的充电模块组合而成,也可以使用4个30kW的充电模块组合而成。
            “充电模块的好处是,可以组合出不同功率的充电桩,特别是在未来,如果想提升充电桩的功率,只需要增加充电模块的数量,或者换用更大功率的充电模块就可以了。”他在直播中表示。

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图5:直流新能源汽车充电系统结构图。

            在陈宇威看来,充电模块是直流充电桩中一个非常重要的核心技术,充电桩的效率、功率密度、可靠性、性能都会从充电模块中体现出来。
            目前市面上比较主流的充电模块是15kW、20kW和30kW,当然也有一些功率密度比较高的60kW,甚至100kW的模块。“对于充电桩内的功率器件部分,英飞凌可以提供一站式的产品和解决方案。”陈宇威指出。

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图6:英飞凌一站式充电桩解决方案。

            “直流充电桩的功率范围是非常广的,包括了从20kw到350kw,甚至更高功率的各种方案都有。而我们的功率器件包括分立器件解决方案和模块化解决方案,基本上可以覆盖上面的功率范围要求。”陈宇威强调。

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图7:英飞凌的功率解决方案可以覆盖功率范围广泛的直流充电桩。

            在这些解决方案中,目前占主流的还是硅器件方案,因为充电桩对成本比较敏感,更加注重性价比,而硅器件方案目前的成本是最低的。“此外,我们也有碳化硅和氮化镓的解决方案,现在也有一些客户在用我们的产品做研发测试,但实际使用,还需要等它们的成本降下来。”
            倍捷连接器的李鸿钧认为直流充电桩更多的是给大巴车充电的,一般电流都比较大,比如特斯阿拉的快充电流就是63A,电压是250V,或者440V,如果以250V为标准的话,充电功率也是将近15kW了。
             因此,直流充电桩使用的连接器基本都是属于大电流型的,功耗很大。在李鸿钧看来,充电桩对接连接器的要求主要有以下几点:一是要保证至少1万次的插拔;二是连接方式,有些公司都是有其专利技术的连接方式;三是结构性,能够在不同品牌的连接器之间混合使用,且能维持较低的接触阻抗。因为充电桩是大电流高电压的,轻微的接触阻抗,都会造成温升,温升过高,所有的绝缘体都会加速老化,造成危险;四是电镀层,因为电镀层会影响到接触阻抗,一般采用镀银的方式;五是镀层需要考虑防腐蚀的效应;六是需要考虑防水性和排水功能,因为充电桩大都是建立在户外,在寒冷地带,空气中的水分和下雨时都有可能会造成结冰的现象,此时需要同时考虑防水性和排水功能。
           李鸿钧总结说,选择连接器需要选择安全性和质量都有保障的企业产品,倍捷连接器在连接器行业拥有70多年的经验,可以给客户提供完整的连接器解决方案。
            充电桩市场现在十分火爆,但对性价比的要求也很高,目前充电模块方案主要以硅技术为主。未来充电模块的发展发向主要有三个,一是更高的效率,因为效率的提高,可以降低电费,这样运营商的运营成本就可以降下来;二是更高的功率密度,功率密度增大后,相同的尺寸下,可以设计更高功率的充电桩产品;三是更高性价比。
            使用标准化的充电模块还会带来不少好处,比如说易用性更好,可以降低企业的研发成本,提高维护效率,同时它也是未来实现模块间和充电桩之间互联互通的关键。

文章出自《电子发烧友网》

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