电源的“心脏”——充电模块

科技确有核芯 2024-12-06 03:11:48
电子发烧友网报道(文/黄山明)在新能源汽车、储能及其他电池驱动设备的快速发展下,对于充电的高效、安全需求也越来越高,而充电模块就是负责将外部电源(如电网、太阳能板等)提供的电能转换为适合电池充电的形式的关键组件。 以充电桩为例,充电模块作为核心部件,类似于人体的心脏,它决定着充电桩的大部分成本、电能转换效率,以及充电速度和可靠性。而在储能系统中,充电模块可以将太阳能板、风力发电机等可再生能源产生的电能存储在电池中。 通常充电模块由几个主要部件组成,包括输入端(整流器、滤波器)、控制部分(MCU、驱动电路、传感器)、输出端(DC/DC转换器、变压器、滤波器)、保护电路(OVP、OCP、SCP、OTP)、通信接口(CAN总线)、用户界面(显示屏、指示灯)等。 目前市场中的主流充电桩充电模块包括40kW、30kW、20kW、15kW等类型。其中,30kW和40kW充电模块因其高功率、高效率的特点,逐渐成为市场主流。 从技术发展趋势来看,充电模块技术正不断向高功率密度、宽电压范围、高转换效率方向发展。例如,大功率化(如30kW及以上)以提高电动汽车的充电速度,实现双向充电功能,以及更宽的输出电压范围以适应各类新能源车型电池的需求。此外,液冷技术的应用也有助于解决大功率超充带来的热管理问题。 国产充电模块正快速发展当前,充电模块市场目前处于高速增长期,随着新能源汽车、储能等市场的快速发展,充电模块作为充电桩的核心部件,其市场需求不断扩大。 据机构数据显示,2023年全球充电桩充电模块市场规模达到94.73亿元,预计到2030年将攀升至928.85亿元,年复合增长率高达39.58% 中国市场表现尤为抢眼,2023年市场规模为74.17亿元,全球占比78.30%,预计2030年将超越美国,跃升为全球最大市场,市场规模达634.38亿元,全球占比68.30%。并随着全球新能源汽车市场的扩张,海外市场对充电模块的需求也在快速增长。国内企业如英飞源、华为等已经开始布局海外市场,拓展国际业务。 同时,充电模块的单模块功率从最初的10kW、15kW逐步提升到20kW、30kW,目前40kW模块已成为主流。未来,更高功率的模块(如60kW、80kW)将逐渐普及。并且充电模块的输出电压范围从最初的500V提升到750V,再提升到1000V,以适应不同类型的电动汽车和储能系统。 从市场来看,充电模块具有较高的技术门槛,只有少数企业掌握了核心技术和生产工艺。随着市场容量的扩大,充电模块的价格竞争日益激烈。部分技术和服务跟不上的企业被淘汰或转型,市场集中度将进一步提高。 目前充电模块市场集中度已经比较高了,主要供应商包括英飞源、特来电、优优绿能、通合科技、永联等。其中,英飞源长期保持市场领先地位,市场占有率超过33%。 从发展趋势来看,随着800V高压平台车型的普及,大功率快充将成为主流,对充电模块的功率和效率提出更高要求。V2G和V2H等技术的的发展将推动双向充电模块的市场需求。 通过物联网、大数据和人工智能技术,实现充电模块的智能化管理和优化,提高运营效率。未来充电模块将更加注重环保,使用更多环保材料和可回收组件,适应全球对可持续发展的要求。 小结充电模块作为新能源汽车和储能系统的关键组件,近年来在技术、市场和应用方面取得了显著进展。随着新能源汽车市场的持续增长和储能技术的不断进步,充电模块将迎来更广阔的发展空间。
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