本文全面整理充电桩产业现状、政策、产业链、市场规模、发展的新趋势等，文章较长，推荐收藏转发阅读。

  截至2022年底，国内车桩比为2.5：1。我国工信部计划2025年实现车桩比2:1，2030年实现车桩比1:1。近年来，车桩比逐渐降低，从2018年3.2：1降至2022年2.5：1，新能源汽车与充电桩保有量均在不断增加。

  充电桩保有量大幅度的提高，车桩比持续走低，但需求缺口仍不降反升。2022年中国纯电汽车有效保有量（最近6年纯电汽车销量总和）达1200万辆，充电桩保有量达521万台，有效车桩比为2.3（根据高工产研，全国有效车桩比自2018年起基本维持下行趋势至2022年的2.3）。但纯电汽车销量迅速增加冲抵车桩比走低的趋势，推动需求缺口走阔。在理想车桩比为1.5的情况下，2022年全国充电桩需求缺口达279.3万台，同增24.3%，供需缺口持续增长。

  2020年5月，充电桩作为新能源汽车推广配套设施，被纳入“新型基本的建设”。2022年1月，国家发改委明确要求到“十四五”末，形成适度超前、布局均衡、智能高效的充电基础设施体系，能够很好的满足超过2000万辆电动汽车充电需求，国内新能源汽车补能市场已基本明确了充电为主、换电为辅的补能格局。在政策的支持下，充电桩有望高速发展。

  地方政府加大充电基础设施建设与运营力度。截止2022年10月，全国超31省市出台充电基础设施政策，地方政府加大充电基础设施建设与运营力度，推进新能源与“新基建”协同发展。

  广东省能源局印发《广东省电动汽车充电基础设施发展“十四五”规划》，明确到2025年底，广东全省累计建成集中式充电站4500座以上，累计建成公共充电桩约25万个，包括公用充电桩约21.7万个、专用充电桩约3.3万个；累计建成高速公路快速充电站约830座，全省高速公路服务区全部建成充电基础设施。珠三角地区城市核心区充电设施服务半径不超过0.9千米，粤东西北地区城市核心区充电设施服务半径不超过2千米。公共桩桩车比约1: 6.4。

  广西自治区发展改革委印发《广西新能源汽车充电基础设施规划(2021-2025年)》，明确目标：“十四五”期间，全区规划新建公共充电桩8万个(包括快充桩2.7万个，慢充桩5.3万个)，新建自用充电设施14.7万个。到2025年底，全区累计建成充电基础设施29.5万个，其中公共充电桩11.05万个，自用充电设施18.45万个，可满足约67.89万辆新能源汽车充电需求，车桩比保持不低于2.3: 1。

  云南省政府印发《云南省“十四五”区域协调发展规划》，提出推进充电基础设施建设。按照“车桩相适，适度超前”原则，坚持政府主导、市场化运作，聚焦滇中地区、旅游重点城市以及高速公路主干线建设智能充电桩，扩大新汽车推广运用。到2025年，建成4万个公共充电桩，建设改造充换电站500座，实现全省新汽车充电基础设施建设运营统一平台管理。

  福建省政府印发《福建省新能源汽车产业发展规划（2022-2025年）》，提出将加快形成适度超前、快充为主、慢充为辅的高速公路和城乡公共充电网络，围绕港口、城市转运等场景，支持建设布局专用换电站，加快车电分离模式探索和推广，探索出租、物流运输等领域的共享换电模式。到2025年，实现公共充电设施在乡镇全覆盖。新建居民小区配建的机动车停车位应按100%预留配电线路通道和充电设备位置；占配建机动车停车位不低于20%的充电停车位。推广新型充电技术，支持超级快充、V2G充电、储能充电、无线充电、储充检一体化等新技术应用示范。

  湖南省政府发布《关于加快电动汽车充（换）电基础设施建设的实施建议》，计划到2025年底，全省充电设施保有量将达到40万个以上，保障全省电动汽车出行和省外过境电动汽车充电需求。新建居住小区专属停车位，需要按100%配建比例预留电动汽车充电桩安装条件；干线公路沿线千瓦的快速充电桩。新建高速公路服务区、停车场、4A级以上旅游景区、省级以上旅游度假区等地将按照不低于30%的车位比例建设充电设施或预留建设安装条件，进而推进公共停车场充电设施建设。

  江西省发改委等8部门联合出台《快速推进电动汽车充电基础设施建设三年行动计划（2021-2023年）》，提出到2023年，全省确保新建成各类充电站96座、各类充电桩30000万个，南昌、九江和赣州3设区市公共充电桩与电动汽车比例不低于1∶8。加快建设省内国省干线公路充电设施，充分的利用高速公路服务区停车位建设城际快充设施，2022年完成全省骨干高速公路服务区充电设施全覆盖。鼓励在国道、省道等主干道选择有条件的地点逐步建设充电设施，到2023年基本满足电动汽车城际、省际出行需求。

  湖北省人民政府印发《湖北省能源发展“十四五”规划》，明确要加快终端用能电气化，加大港口岸电、空港陆电改造，完成95个港口码头264套岸电桩及配套设施建设，实现长江沿线主要码头岸电全覆盖。全力发展电动汽车，扩大电动汽车在公共交通、公务出行等方面应用。适度超前推进充电基础设施建设，打造统一智能充电服务平台，开展光储充换相结合的新型充换电场站试点示范，形成车桩相随、智慧高效的充电基础设施网络，到2025年全省充电桩达到50万个以上。

  浙江省政府印发《浙江省能源发展“十四五”规划》，明确要推进清洁能源替代。“十四五”期间，电能替代新增用电量480亿千瓦时以上。加快综合供能服务站、充电桩建设，到2025年，建成综合供能服务站800座以上，公共领域充电桩8万个以上、车桩比不高于3∶1。开展新型充换电站试点。

  江苏省发改委会同江苏省工信厅等10个部门联合印发《关于进一步推进电能替代工作实施方案的通知》，明确到2025年，江苏省计划创建全电绿色工厂200家，13个设区市实现散煤清零，新能源汽车新车销售达到汽车销售总量的30%以上，累计建成各类充电桩约80万个，码头泊位岸电覆盖率及标准化改造率达到90%以上。

  安徽省发布《安徽省充电基础设施建设“十四五”规划》，至2025年，全省公共充电桩达到7万个以上，换电站达到180座以上。鼓励各市对充（换）电设施建设运营给予补助。加大充电设施配建力度。城市建成区新建住宅停车位配建充电基础设施比例不低于30%，并纳入房地产项目规划和验收标准。公共停车场配建充电基础设施比例不低于35%。支持各市对个人自建自管充电设施给予补助。新建居住小区及公共停车场车位应 100%预留安装条件（含电力负荷及管线预埋至车位）。实施有序充电的电价政策，个人自建自管充电设施应具备有序充电能力，公共及专用充电场站应具备车网互动能力。至2025年，全省高速公路服务区充电桩总量达到2000个以上，换电站达到50座以上。

  河南省政府印发《河南省加快新能源汽车产业高质量发展实施方案》，提出到2025年，全省新能源汽车年产量超过30万辆，力争达到50万辆，全省建成集中式充（换）电站2000座以上、各类充电桩15万个以上。

  河北省发展改革委印发《关于加快提升充电基础设施服务保障能力的实施建议》，提出“十四五”期间，全省新建公用充电桩3.4万个；到“十四五”末，公用充电桩累计达到10万个。市场推广的新能源汽车数量与充电桩总量（包括公用充电桩、自备桩等）的车桩比高于3.5：1，能够很好的满足60万至80万辆电动汽车充电需求。主要城区基本形成半径2公里充电服务圈，力争实现50%以上的单位、园区和居民区配建公共充电桩，实现有序慢充为主、公共快充为辅的充电服务模式；乡镇重点区域覆盖快充桩，满足新能源汽车下乡需求；高速公路服务区快充站覆盖率达到100%，建成快充为主、慢充为辅的高速公路和城际公共充电网络。

  山东省政府印发《山东省电动汽车充电基础设施“十四五”发展规划》，提出到2025年，山东省公共、专用充换电站保有量将达到8000座以上，充电基础设施达到15万台以上，个人充电基础设施达到25万台以上。其中，公共充换电站达到5000座左右、充电基础设施9.5万台左右；专用充换电站3000座左右、充电基础设施5.5万台左右。

  上海市政府发布新一轮《上海市交通发展白皮书》相关情况，完善基础设施配套，提高充换电设施规模、运营质量和服务便利性。到2025年，计划建成充电桩76万个，换电站300座，车桩比不高于2:1；适度超前布局加氢站，建成并投入到正常的使用中各类加氢站超过70座，实现重点应用区域全覆盖。

  北京市城市管理委员会印发《“十四五”时期北京市新能源汽车充换电设施发展规划》，提出建立一个覆盖全市的设施网络，支撑200万辆新能源汽车充换电需求在总体规模上。到十四五时期末，力争全市充电桩总规模达到70万个，其中居住区自用和公用充电桩达到57万个，单位内部充电桩达到5万个，社会公用充电桩达到6万个，业务专用充电桩达到2万个；换电站规模达到310座。在服务半径上，到十四五时期末，全市平原地区建立3公里找到桩、核心区0.9公里找到桩的公用充电设施网络，实现好找好用；实现换电平均服务半径小于5公里。

  天津市发改委发布《关于印发2022年新能源汽车充电基础设施工作要点的通知》，明确2022年重点在居民小区、高速公路服务区、国省干线和农村公路沿线以及物流园、产业园、大型商业购物中心、农贸批发商业市场等物流集散地和人员密集区配建充电基础设施，不断织密充电服务网络。计划全年新增各类充电设施超过3000台。

  重庆市政府发布《全市加快建设充换电基础设施工作方案》，计划到2025年底，全市将建成充电桩超过24万个，其中公共快充桩3万个，建成换电站200座，形成适度超前、布局均衡、智能高效的充换电设施服务体系。

  海南省政府印发《海南省电动汽车充电基础设施规划（2019—2030）》，将以构建覆盖海南的充电基础设施服务网络、促进各类型新能源汽车发展应用为目标，桩站先行、适当超前推进海南充电基础设施建设，至2030年充电桩累计达到94万个，其中公共充电桩要达到16.6万个，公共充换电站要达到627座。2021年至2025年海南新建充电桩26.7万个，至2025年累计达到33.7万个。2021年至2025年海南新建公共充电桩5.1万个，至2025年累计达到6.2万个。2021年至2025年新建公共充换电站270座，至2025年累计达到430座。

  山西省政府发布《山西省“十四五”新基建规划》，提出到2025年，建成5万个充电桩。山西省交通运输厅联合山西省能源局、国网山西省电力公司也印发了《快速推进公路沿线充电基础设施建设实施方案》，提出加快健全完善公路沿线年底，全省已开通运营的高速公路服务区全部配套建设完成充电基础设施。每个服务区建设的充电基础设施或预留建设安装条件的车位不低于小型客车停车位的10%。

  陕西省发展和改革委员会印发《陕西省电动汽车充电基础设施“十四五”发展规划》，提出“十四五”期间，陕西将对省内充电设施建设及配套电网建设投资共计约108.5亿元，其中充电设施建设投资70.9亿元，配套电网建设投资37.6亿元。围绕城市中心区、重点城镇、高速服务区、物流基地、居民区及周边等重点区域，全方面提升充电基础设施综合服务质量。整个“十四五”期间，陕西省计划建设各类充电桩35.54万根，其建设充换电站2691座（含充电桩5.87万根、换电站20座）、个人及单位自用充电桩29.45万根、乡村公用充电桩0.22万根，满足省内电动汽车充电需求。

  甘肃省交通运输厅联合省发改委、省电力公司印发《甘肃省公路沿线充电基础设施建设实施方案》，并制定印发了《快速推进公路沿线充电基础设施建设方案》，快速推进公路沿线充电基础设施建设工作。到2025年底前，全省高速公路服务区充电桩进一步加密优化，农村公路沿线充电桩有效覆盖，基本形成“固定设施为主体、移动设施为补充、重要节点全覆盖”的公路沿线年，初步建成适度超前、车桩相随、布局合理、智能高效的充电基础设施体系，建成充电站900座、充电桩6.5万台，满足超过7.35万辆电动汽车的充电需求。

  青海省政府发布《青海打造国家清洁能源产业高地2022年工作要点》及《关于贯彻落实国务院扎实稳住经济一揽子政策措施的实施方案》，提出加快城市交通车辆电动化进程，有序开展旧城区公交充电站、公共停车场、绿色社区等充电桩配建，逐步实现所有小区和经营性停车场充电设施全覆盖，推进高速公路服务区、客运枢纽等区域充电桩、换电站建设，促进新能源汽车消费。到2022年底，西宁市主城区公交车、出租车纯电动比例力争分别达到40%和20%，新增电动汽车充电桩200个。加快推广矿山用车、工程用车、物流用车等领域电能替代。

  宁夏自治区发展改革委发布《宁夏充电基础设施“十四五”规划》，提出以构建覆盖全区的充电基础设施服务网络、促进各类型新能源汽车发展应用为目标，桩站先行、适当超前推进自治区充电基础设施建设。至2025年底，规划建设充电桩累计达到6000个，可满足约3万辆电动汽车充电需求。

  四川省政府日前印发《四川省“十四五”能源发展规划》，提出全面优化充（换）电基础设施布局，建设全省充电基础设施服务平台。到2025年，力争建成充电桩12万个，总充电功率220万千瓦，满足电动汽车出行需求。

  贵州省政府办公厅印发《贵州省电动汽车充电基础设施建设三年行动方案(2021—2023年)》提出到2023年，贵州累计建成电动汽车充电桩38万个，充电能力达到160万千瓦，实现电动汽车充电桩乡乡“全覆盖”、电动汽车充电站县县“全覆盖”。

  辽宁省政府印发《辽宁省“十四五”电动汽车充电基础设施专项规划》，提出以促进新能源汽车推广应用为出发点，以提升电动汽车充电保障能力为目标，形成覆盖全省的适度超前、布局均衡、智能高效的充电基础设施体系；对有运行隐患、效率低等老旧充电设施进行升级改造，提升充电网络服务能力和运营效果。“十四五”期间新建、改建各类充电设施终端 3.3 万个。其中，公用、专用充电设施 1.9 万个，自用充电设施 1.4 万个，分别比“十三五”末增长 94%、101%、86.7%。到 2025年末，全省充电设施终端保有量超过 5 万个。其中，公用、专用充电设施超过 2.9 万个，自用充电设施超过 2.1 万个，满足超过 33 万辆电动汽车充电需求。

  吉林省政府发布《吉林省能源发展“十四五”规划》，明确要构建绿色低碳交通运输体系。加快充换电设施布局和建设，全面推动车桩协同发展，鼓励社会资本投建充电、换电场站，“十四五”期间基本建成布局合理、安全便捷、智能高效的充换电基础设施体系，着力完善行业标准，强化市场监管，形成统一开放、竞争有序的充换电服务市场，打造 “绿能充换电”新业态，全方面推进交通领域电能替代。到2025年，力争全省建成充换电站500座，充电桩数量达到１万个以上，满足超过10万辆电动汽车充电需求。

  黑龙江省工信厅会同中国汽车工程学会一同研究起草了《黑龙江省新能源汽车产业发展规划（2022-2025年）》（征求意见稿），提出到2025年，累计推广新能源汽车10万辆，累计建成各类充电桩2.5万个，换电站20座，新建加氢站5座。

  内蒙古自治区政府发布《自治区“十四五”能源发展规划》，提出快速推进交通能源“以电代油”。快速推进电动汽车充换电基础设施建设，鼓励现有加油、加气站扩建充换电基础设施。完善电动汽车、电网双向供电交易机制，在呼和浩特市等重点城市开展V2G试点示范。到2025年，建成各类充电站超过100座，充电桩超过4万个，初步形成以城乡公共充电网、矿区专用充电网、高速公路充电网为主的分层协同充换电基础设施网络，满足10万辆以上电动汽车运行需要。

  西藏自治区政府发布《关于贯彻落实扎实稳住经济的一揽子政策措施的实施细则》，提出落实税收、土地等方面优惠政策，引入内地大型新能源汽车销售企业入驻我区，建设新能源汽车销售、充电基础设施和售后服务网络。研究推动城市公共交通公务用车电动化进程。

  新疆自治区政府发布《关于进一步加快新汽车推广应用及产业高质量发展的指导意见》，提出适度超前推进全区充电基础设施建设。从2022年起，新建居住区配建停车位100%建设充电设施或预留建设安装条件。到2025年，全区各级党政机关等公共机构的充电接口与新能源用车数量的比例不低于1∶1；城市大型公共建筑物配建停车场、社会公共停车场建设充电设施或预留建设安装条件的车位比例不低于10%；建成投运不少于150个城市（城际）公共充换电站；开展加氢站示范建设。

  香港特区政府环境局公布《香港电动车普及化路线图》，该计划提出多项目标和愿景，包括2025年全港配有电动车充电基础设备的车位超15万个，未来全港各区有超过5000个公共充电设施。

  《澳门环境保护规划(2021-2025)》提出，推动使用新能源车，制定电动车推广计划；推动公共巴士及酒店穿梭巴士的汰旧换新，有序引入新能源或纯电动巴士。有序增加电动车在公务车辆中的比例。新建公共停车场、新建公共楼宇的全部停车位将预留充电容量及基础设施。完善公共充电基础设施，推动于私人楼宇中加装充电设施。

  台湾省相关经济部于2021年推动《公共充电桩建置》计划，首阶段目标是2025年在全台建置7200座慢充、600座快充，合计达7800个，提供充电需求量40%到60%。

  根据电流输出方法不一样，充电桩可分为交流充电桩和直流充电桩，二者均固定在电动汽车外、与交流电网相连，主要不同之处在于 AC-DC 变流环节不同。交流充电桩直接输出的交流电，需要先经过车内 OBC 转换为直流电再向电池充电，充电速度较慢，俗称“慢充”，而直流充电桩将 AC-DC 变流环节外置，输出的直流电可以直接向电池充电，并能通过多模块并联实现极大的充电功率，充电速度较快，俗称“快充”。

  交流充电桩需连接车内车载充电机直接将交流输入（220V/380V）转成高压直流输出为电动汽车充电，只起控制电源的作用。

  交流充电桩内部电气结构：交流充电桩的电气部分由主回路和二次回路组成。如下图所示，主回路由输入保护断路器、交流智能电能表、交流控制接触器和充电接口连接器组成；二次回路由控制继电器、急停按钮、运作时的状态指示灯、充电桩智能控制器和人机交互设备（显示、输入、刷卡）组成。

  交流充电桩功率：交流充电桩功率较小，充电较慢，可分为单相（7kW为主）和三相（40kW为主）。受车载充电机功率限制，一般功率较小，充电较慢，主要功率有3.5kW、7kW、11kW、21kW、40kW等，当期国内交流充电桩市场上单相以7kW为主，三相以40kW为主。

  直流充电桩将交流转换为直流电输出，直接为蓄电池充电，功率较大，充电速度快。

  基本构成：直流充电桩由功率单元、控制单元、计量单元、充电接口、供电接口及人机交互界面等构成。功率单元是指直流充电模块，控制单元是指充电桩控制器，这两个组件构成技术核心，另外结构设计也是整桩可靠性设计的关键点之一。

  直流充电桩内部电气结构：直流充电桩的电气部分由主回路和二次回路组成。主回路是三相交流电经过输入断路器、交流智能电能表之后由充电模块（整流模块）将三相交流电转换为电池可接受的直流电，再连接熔断器和充电枪，给电动汽车充电。二次回路由充电桩控制器、读卡器、显示屏、直流电表等组成。

  直流充电桩功率：采用模块式组合功率，单个充电模块有15kW、20kW、30kW、40kW等功率，因此直流充电桩输出功率一般为30kW、60kW、120kW、240kW、360kW、480kW等等。一个充电桩一般会用多个充电模块并联而成，比如 120kW 充电桩可由 8 个15kW 充电模块组成，也可由 4 个 30kW 充电模块组成。

  目前大功率直流充电技术受到国际广泛关注，各国相继开展大功率充电技术的研究和标准制定，日标 CHAdeMO 及国标GB/T 直流快充上限功率正在由 400kW/250kW 共同迈向 900kW，欧洲已完成了 350kW 大功率充电标准体系建设，目前正与美标一同向 460kW 发展。

  高电流快充：提高电流以提高功率，但由于焦耳定律，电流提升将大幅度的增加充电过程的热量对散热要求很高，可以在一定程度上完成的功率上限并不高，而且大电流下线束加粗也会增加整车成本、降低使用便捷性。目前使用高电流快充方式的主要是特斯拉。

  高电压快充：提高电压以提高功率，由于发热减少，提升安全性与能量转换效率，充电功率天花板更高，延长电池循环寿命，并且能在更大区间保持较高充电功率，充电速度更快。

  高电压快充更具优势，驱动全球大汽车厂商纷纷推出800V高电压平台车型。自2019年保时捷Taycan的Turbo S引领800V浪潮之后，很多自主品牌、海外合资以及造车新势力，纷纷跟进布局800V。

  高电压技术的落地和推广，需要电动汽车端、电池端、充电桩端三方联动，需要整个产业链上下游协同发展、共同建设大功率高压快充产业生态。

  汽车端：目前电动汽车架构由 400V 升至 800V 所需的电池包、电驱动、PTC、空调压缩机、车载充电机等高压零部件供应链基础已较为完备，各龙头车企已争相入局抢占市场。2019 年 4月保时捷 Taycan Turbo S 全球首发，成为业内首款采用 800V 高电压架构的车型，并将最大充电功率提升到 350kW，可以在 22.5 分钟内把 Taycan Turbo S 容量 93.4kWh 的动力电池从5%充至 80%，提供 300 公里的续航能力。

  电池端：动力电池是新能源汽车的核心零部件，对新能源汽车的成本、续航里程、安全性发挥重要影响。据电池中国，快充技术对于电池包的热管理系统性能以及电芯层面单位体积内的包含的能量、充电速度和安全性的平衡都提出了更高的要求。目前国内多家动力电池企业已在各方面取得技术突破，布局高电压平台动力电池市场。蜂巢能源 2019 年发布自主研发的全球首款短刀电池，可以在一定程度上完成 A0 级以上车型 500km 以上续驶里程，并实现 2-4C 快充性能，满足 800V 高压电气架构高端车型应用，0-80%SOC 快充时间控制在 30min 以内。孚能科技自主研发的800VTC 超充超压技术可实现整包充电等效 2.2C，10%-80%SOC 充电仅需 15min，兼容 400-800V系统，成为国内首个可量产的 800V 高电压平台，公司也凭借该技术获“2021 高工金球奖——年度创新技术”奖项。宁德时代在超快充技术开发方面同样走在前列，通过超电子网、快离子环、各向同性石墨、超导电解液、高孔隙隔膜、多梯度极片、多极耳、阳极电位监控等多种技术方法，可实现最快 5 分钟充至 80%电量。

  充电桩端：由于高压零部件的成熟度较高，将 DC500 系统升级到 DC950 系统后，只需变更充电枪线、直流熔丝、直流接触器等配电器件，充电模块等核心部件不需要重新选型，因此充电桩逐步实现 1000V 以下的高压化较为容易。而当电压提升至 1000V 以上，直流充电桩的结构将发生较大改变，同时面临来自技术、成本等方面的一系列挑战。

  目前主流充电桩是一体机，而大功率充电需要把核心控制模块和电路放在后端设备，多个充电终端共用一套后端设备从而形成分体机。

  充电模块：充电模块是直流充电桩最核心的组件，单体功率持续迭代提升。单个充电模块输出功率越大，功率密度越高，能有效优化桩内空间。充电模块已历经第一代 7.5kW、第二代 15/20kW,向着 30/40kW 乃至更高功率不断演进。据优优绿能，当前国内市场中充电模块以20kW为主，占据市场容量比例大约为60%左右，其余容量大部分由30kW占据，少部分为40kW模块。

  据各公司官网披露，通合科技、英飞源、优优绿能等均已研发出 40kW 充电模块产品；欧陆通 12 月 28日在其官微披露，公司在 2022 第三届中国国际充电桩运营商大会上首次发布多款充电模块产品，包括 75KW ACDC 液冷模块、63KW DCDC 液冷模块、30KW 双向 ACDC 模块、25KW 双向 ACDC模块，由其全资子公司上海安世博自主研发及生产，均采用 SiC 技术设计。

  充电模块标准化程度在逐步的提升。国家电网对体系内充电桩和充电模块发布标准化设计规范：（1）充电桩“六统一”：统一电气性能、统一结构布局、统一专用部件设计、统一通用器件选型、统一外形结构，统一设施安装；（2）充电模块“三统一”：统一模块外观尺寸、统一模块安装接口、统一模块通讯协议。充电桩和充电模块设计规范的标准化某些特定的程度上解决了以往市场上产品兼容性差的问题，将有效推动充电桩产业的快速发展。

  功率器件：功率器件是充电模块的核心部件，碳化硅应用已拉开帷幕。充电模块作为充电桩的核心部件，其核心功能的实现主要依托于功率半导体器件发挥整流、稳压、开关、变频等作用，随着用户更加追求充电系统的小型化、高效化，功率器件作为充电桩的核心器件，也面临着一直在优化和升级。

  目前国内充电桩所采用的功率器件主要是硅基 MOSFET 和 IGBT。MOSFET（金属氧化物半导体场效应管）是一种较为成熟的功率器件，更适用于中小功率应用场景，具有工作频率高、驱动功率小、抗击穿性好、电流关断能力强等优点，应用场景范围广泛。据 Yole 数据，MOSFET 已占据功率器件市场最大份额，市场规模有望从 2020 年 75 亿美元增长至 2026 年的 94 亿美元。MOSFET 在充电桩当中是实现电能高效转换、增强充电桩稳定性的关键器件，受益于充电桩市场的加快速度进行发展迎来增长机遇。

  IGBT 是由 BJT（双极型三极管）和 MOS（绝缘栅型场效应管）组成的复合全控型电压驱动式功率半导体器件，兼有 MOSFET 的高输入阻抗和 GTR 的低导通压降两方面的优点，是电力电子领域较为理想的开关器件。相对于 MOSFET，IGBT 拥有电导调制效应，能够承载更高的电流密度，同时克服了 MOSFET 通态电阻随电压升高而增大的问题，在高压系统中更具优势。IGBT在充电桩当中同样作为核心开关器件应用，在充电模块工作时，三相交流电源经过整流滤波后转为直流输入电压供给 IGBT 桥，控制器通过驱动电路作用于 IGBT 将直流电压转换为脉宽调制的交流电压，交流电压经高频变压器变压隔离后，再次经过整流滤波后得到直流脉冲，对电池组做充电。

  大功率充电发展的新趋势有助于更高性能功率器件产品的导入。首先，目前实现大功率充电的方式主要依托于高压架构，因此就需要应用击穿电压更高的功率器件；其次，充电桩运营商对于成本比较敏感，因此为降低经营成本，充电桩需要应用转换效率更加高、导通损耗更小的功率器件；最后，为控制城市空间成本、减少占地面积，要求充电桩功率密度更高，相同尺寸下可以设计更高功率的充电桩产品，应用更高性能的功率器件有助于简化电路结构，降低应用成本。

  为缩短充电速度、与产业链协同共同向高压架构迈进，功率半导体器件应具备更优良的耐高压特性。与硅材料相比，碳化硅材料具备更高的带隙和击穿电压、更高的热导率、更低的理想本体迁移率以及更大的电子饱和速度，从而碳化硅器件具有耐高压、耐高温、导通损耗小、开关速度快的特性。

  由于碳化硅材料拥有更高的击穿场强，克服了硅材料导通电阻随耐压性增强而增大的缺点，在相同的击穿电压下，碳化硅可以制成标准化导通电阻（单位面积导通电阻）更低的器件。据 ROHM，900V 平台下相同导通电阻的 SiC MOSFET 芯片尺寸仅为硅基 MOSFET 的 1/35、超级结 MOSFET 的 1/10。

  相比 IGBT，碳化硅器件不有必要进行电导率调制即可以在一定程度上完成高耐压、低阻抗，开关速度更快。在功率器件开启或关闭时，由于 IGBT 关断时存在拖尾电流，与 IGBT 搭配使用的 FRD 在开关过程中也存在比较大的反向恢复电流，因此充电桩中应用 IGBT 模块会导致较大的导通损耗。与硅基 IGBT 相比，碳化硅 MOSFET 的反向恢复电流和反向恢复时间明显减少，换流速度的加快也有助于减少开关损耗、实现散热部件的小型化。此外，IGBT 较大的开关损耗限制其在20kHz 以上高频区域的使用，而碳化硅 MOSFET 能够直接进行 50kHz 以上高频开关，有助于无源器件的进一步小型化。

  据半导体投资联盟，与传统硅器件相比，碳化硅模块能够在一定程度上帮助充电桩提升近 30%的输出功率、减少 50%左右的损耗，并增强充电桩的稳定性。而针对推广大功率充电桩面临的成本制约，尤其是在城市寸土寸金的繁华地段建设充电桩面临的城市空间成本，碳化硅器件能够大大简化充电模块电路结构，提高充电桩的功率密度，降低充电桩系统应用成本。据英飞凌工业半导体，采用 SiC MOSFET 的三相全桥 PFC 整流电路，相比 Vienna 拓扑电路，能够大幅度减少功率器件数量、简化电路结构，碳化硅器件更高的开关频率也能够更好的降低电感的感量、尺寸和成本。另一方面，采用 SiC MOSFET 的 DC/DC 电路，可由原来的三电平优化为两电平 LLC，进一步简化拓扑电路、提高 LLC 电路开关频率的同时，能够大大减少磁性器件的尺寸和成本以及系统散热成本。结合考虑各方面成本以及使用体验，碳化硅器件在充电桩市场拥有巨大的市场潜力。

  英飞凌、安森美、罗姆、三安光电、华润微、泰科天润等功率半导体龙头厂商均已推出可用于充电桩领域的碳化硅芯片或器件。2017 年 4 月我国首个碳化硅新型充电桩示范工程于北京启动，参与企业包括北京华商、泰科天润、许继电源、青岛特锐德、中兴通讯等，标志着我国碳化硅新型充电桩迈出实际应用的第一步。据半导体投资联盟，2021 年钛芯电子与湖南崇友智能科技、上海玫克生储能科学技术合作开发基于碳化硅的 160kW 直流快充桩产品，合作金额达 30 亿元人民币。据充电桩视界，2021 年 9 月连云港灌源科技有限公司“基于碳化硅功率器件的电动汽车间应急快充装置研究”项目获江苏省科技厅立项支持，碳化硅充电桩项目在充电桩市场的应用已经拉开序幕。

  现阶段碳化硅模块在充电桩市场当中渗透率较低。目前碳化硅价格仍是硅基 IGBT 的 3-4 倍，而充电桩行业竞争非常激烈，对成本控制要求高，现阶段碳化硅模块在充电桩市场当中渗透率较低。而碳化硅 SBD 工艺成熟，且碳化硅 SBD 在原理上不可能会发生少数载流子的积聚现象，只产生基本不随温度和正向电流而变化的小电流，因此用碳化硅 SBD 替换 FRD、与硅基 IGBT 配合使用同样可降低恢复损耗、提高电源效率，并降低由恢复电流引发的噪音。据充电桩视界，以碳化硅 SBD 替换 FRD 可以大幅度地提高 Vienna PFC 整流电路效率，整体效率能提高 0.5%左右。因此相比纯碳化硅方案，目前硅基 IGBT+碳化硅 SBD 混合方案应用更广泛，未来随着全球碳化硅衬底产能的逐步释放、工艺控制改善下良率的不断的提高和技术方案的不断成熟，碳化硅器件的价格有望呈现下降趋势，其充电桩市场的应用有望得到进一步推广。

  冷却模块：目前主流充电桩采用风冷散热模块，通过高转速风扇将空气由前面板吸入后在模块尾部排出，带走机柜内的热量，实现降温效果，但空气中夹杂的灰尘、盐雾、水气等会在散热过程中吸附在机柜内部、腐蚀核心器件，导致系统充电效率降低、损耗设备寿命，同时风冷散热模块运行时噪声超 70dB，也会给充电桩附近居民带来噪音干扰。大功率充电桩对于散热性能的要求更高，传统风冷技术难以满足其散热需求，液冷散热技术成为必然选择。液冷技术则通过冷却液在密闭通道中循环，实现发热器件与散热器之间的热交换，采用大风量低频风扇或水冷机散热，解决了传统散热方式下故障率高以及噪声污染两大痛点问题，同时能实现更高的转化效率。另外，液冷散热也应用在充电枪以及充电线缆上，即在充电枪及电缆内部增加冷却液管道。目前，液冷充电模块成本比较高，但后期维护与检修次数较少，降低经营成本，总的来说，液冷散热的总拥有成本要低于风冷散热。未来有望成为充电模块的主流散热方式。

  主流充电模块企业已在液冷产品方面有所布局。目前，英飞源、优优绿能、英可瑞、欧陆通等充电模块企业陆续推出自己的液冷充电模块产品。如：欧陆通在 2022 第三届中国国际充电桩运营商大会上首次发布 75KW ACDC 产品，输出电压可达 1000V DC，峰值效率达 97%，采用业内领先的液冷散热技术，实现与外界污染隔绝屏蔽，能够解决常规模块故障率高、噪声大等问题，在实现超级快充的同时有效提升充电模块的防护性及可靠性。

  充电站建设中，主要成本来自充电桩硬件设备（成本占比93%）。以常见功率120kW左右的直流充电桩为例，其设备构成包括充电模块（成本占比50%）、配电滤波设备（15%）、监控计费设备（10%）、电池维护设备（10%）等。

  成本大头充电模块的主要成本构成：功率器件（30%）、磁性元件（25%）、半导体IC（10%）、电容（10%）、PCB（10%），其他如机箱风扇等占15%。

  经历多年市场之间的竞争和价格战，充电模块价格大大下降。根据中商产业研究院数据，2016 年充电模块的单 W 价格约 1.2 元，到 2022 年充电模块单 W 价格已下降至 0.13 元/W，6 年时间下降约 89%。从近年来价格变化看，目前充电模块价格趋于稳定，年度降幅有限。大功率趋势下，充电模块产品价值量和盈利能力得到提升。充电模块功率越大，单位时间内输出的电能越多，因此随着直流充电桩的输出功率朝着更大方向发展。

  充电桩产业链上游为充电桩设备制造商，中游为充电建设/运营商，下游为整车企业和车主，其中设备零部件生产商（装备端）和充电桩运营商（运营端）是充电桩产业链最主要的环节。

  上游充电设备行业的技术门槛较低，产品同质化程度较高，市场格局分散。主要为充电桩设备元器件供应商，包括充电模块、功率器件、接触器、变压器、连接器、电池片等等。目前国内充电桩设备生产领域的相关公司数量超越300家，供应商数量多，因此市场之间的竞争较充分，上游企业议价空间存在限制，企业毛利率较低。

  特锐德与星星充电均为自供，剩余市场较为分散。特锐德与星星充电在运营端市占率近40%，余下60%在运充电桩由众多具备充电桩生产能力的厂商供给。上市企业所占整桩市场占有率较少，多为业务拓展至充电桩领域。道通科技、科士达、炬华科技、金冠股份等21年收入均不足2亿元，远低于测算的市场空间109亿元，市场分散。

  国内市场集中稳定，CR5超70%，部分桩企逐步实现自研自产。由于充电模块的生产技术方面的要求较高且具备通信要求，目前主要以具备一定技术积累的充电模块供应商（英飞源、华为、中兴等电力电源或通讯电源企业）生产，但随着充电模块价格逐渐下降，叠加大功率、智能化、网络平台化的发展趋势，充电桩厂商逐步进入充电模块生产环节，逐步实现充电模块的自产自研（如特来电、中恒等）。目前充电模块市占率前五的企业包括英飞源、特来电、永联、英可瑞、中兴，CR5超70%。

  充电桩运营端的商业模式主要分三类，即充电运营商主导模式、车企主导/合作模式、第三方充电服务平台主导模式。充电运营商主导模式以特来电、星星充电为代表，专注于自有资产的运营；车企主导/合作模式以特斯来、蔚来为代表，为自有车主提供充电服务；第三方充电服务平台主导模式以云快充、快电为代表，通过第三方充电网络链接用户及资产型充电运营商。

  由充电桩运营商完成充电桩业务的投资建设和运营维护，并为用户提供充电服务的运营管理模式。主要企业有专业的运营商以及能源、电网系公司，比如特来电、星星充电、国电南瑞等。该模式的充电运营商高度整合产业链上下游资源，协同参与充电技术研发和设备制造，前期需要对场地、充电桩等基础设施进行大量投资，属于重资产运营，对企业资金实力、综合运营实力要求比较高。

  盈利能力取决于单桩利用率和充电服务费。目前充电运营商盈利模式单一，收入基本来自用电服务费。由于行业竞争激烈、用户对充电费用很敏感，就导致各地充电服务费往上提升很困难，因此提升盈利能力的关键在于提高单桩的利用率。

  充电运营商模式优势在于产业链整合能力强，劣势在于对于充电站相对缺乏精细化运营管理。

  车企主导的运营模式分为自主建桩和合作建桩。车企自主建桩的模式，目前只有特斯拉和蔚来等少数企业仍在坚持。

  自主建桩模式的盈利收益只有电费差价和服务费，并且客户群体单一，只面向车企固定车主，充电桩利用率低，很难实现盈利。在自主建桩模式中，需要车企去支出很高的成本去建造充电桩以及后期的维护。因此，自主建桩对车企的资金和用户数量都有较高的要求，此模式更加适合客户数量庞大且核心业务稳定的车企。

  合作建桩模式，车企在和充电运营商合作建站，车企提供客户群体，充电运营商提供能源供给与技术方面，达到双方共赢的局面。

  充电桩互联互通成为行业共识，第三方充电服务平台应运而生。在该模式下，第三方充电服务平台一般不直接参与充电桩的投资建设，而是通过自身强大的资源整合能力，将不同的充电运营商的充电桩接入到自家的平台。以大数据、资源整合分配等技术打通不同运营商的充电桩，提高单桩利用率。通过“线上+线下”服务创新，为C端用户更好的提供充电、车后、生活等一站式充电服务，提升用户充电体验；同时，第三方充电服务商为B端运营商提供线上精细化运营服务和线下运维服务，促进充电服务提质增效。

  盈利收益模式主要来自于充电运营商分成服务费以及一些增值服务费。但在该模式下，第三方充电服务平台与运营商之间会存在部分利益冲突，一旦运营商退出合作，第三方充电服务平台将会没有价值，因此就需要建立完善的相互依存、互惠互利的运营模式。

  假设1：直流桩功率为120kW，单价5万元；交流桩功率7kW，单价0.1万元；

  假设3：供电站电费与顾客充电费用相抵，服务费为供电站净收入来源，充电站场地年租金40万元；

  假设4：该充电站所有充电桩每日均利用2.5小时，服务费均为0.5元/kWh；

  假设5：交流桩单桩年折旧费用0.01万元，年运营、维护费用0.01万元;直流桩单桩年折旧费用0.5万元，年运营、维护费用0.5万元。

  建设一个充电站的投资所需成本约为250万元，其中充电设施成本约160万元，场地费用、安装费用及另外的费用约90万元。

  经过测算，该充电站每年可实现净利润约33.1万元，预计约7.55年能回收成本投入。

  根据EVCIPA统计，截止2022年10月，公共充电桩CR5为69.04%，CR10为85.79%，在所有充电桩中，星星充电、特来电、国家电网占据前三；在公共充电桩中，特来电、星星充电、云快充占据前三。充电桩运营行业前期投入大，投资回报期长，行业进入壁垒较高，充电运营市场整体呈现强者恒强的局面，头部企业资源占优，具有规模资源优势。

  随着新能源汽车渗透率提升，充电桩数量一直增长。预计，2021-2025年新能源汽车渗透率将由13%提升至39%，假设新能源汽车报废率为8%，车桩比由2021年3:1下降至2025年2.2:1，则新能源汽车保有量将从784万辆提升至3651万辆，带动充电桩保有量从262万个增长至1660万个。

  假设2025年新增公共充电桩占比45%，新增私人充电桩占比55%，公共充电桩中直流桩占比65%，交流桩占比35%，我们预计2022-2025年直流桩和交流桩平均价格分别在5万元和0.3万元，则2025年充电桩市场规模有望达到755亿元，对比2021年113亿元，4年CAGR为60.7%。

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