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一文看懂液冷充电桩

一文看懂液冷充电桩

根据华为数字能源公众号介绍和汇总,华为全液冷超充终端有以下三大优势。

1.充电更快,可实现“一秒一公里”:全液冷超充终端最大输出功率600kW,最大电流600A,打造海拔最高、充电功率最大的充电基础设施。

2.设备可靠性高、使用寿命长:全液冷技术确保设备的高可靠性,在高原区域实现耐高温、耐高湿,防灰尘、防腐蚀等,适应沿线的多种复杂工况。

与传统的直通风散热模式相比,液冷散热模式可使模块内部与外部环境完全隔绝,避免了内部电子元器件与外界的粉尘、盐雾、易燃易爆气体等杂物杂质的直接接触,防护等级达到 IP65,具备环境适应性好、无噪音等优势,并有效减少因外部环境导致的产品故障

川藏线上存在高海拔和多变气候等环境因素,为充电站的建设带来重重困难,而液冷超充站相比传统方案可靠性提升1倍,且使用寿命在15年以上,充分适配复杂环境的充电站建设。

3.匹配所有车型,来车即充:一次充电成功率高达99%,200-1000V充电范围匹配所有车型,包括特斯拉、小鹏、理想等乘用车及货拉拉等商用车,在318川藏线上率先做到“来车即充,即充即走”,打造高质量电动出行能源基础设施。

 

全液冷技术令充电桩的充电功率大大提高,对比来看,市面上超充桩的普遍功率仍在300kW上下,而特斯拉V3超充桩的峰值功率不过250kW。

一般来说,功率越大,充电越快,600kW的充电功率意味着“1小时可以充电600度”,那么充100度电仅需10分钟,充电效率大幅提升。以问界M5的电池容量不到80度电为例,如果能够一直保持在600kW的功率,不到10分钟就可完全充满。

整车和充电设施的发展相辅相成,互为促进。在固态电池无法快速量产的当下,续航里程仍是制约燃油汽车用户向电动汽车转型的一大重要因素,即便几年之后固态电池能够快速上车,生活中仍会有快速充电的需要,支持高压快充的充电桩也成为必要的配套设施。

目前,多家企业已瞄准液冷超充市场,2023年多项示范站逐步投入应用,液冷超充产品优势明显,有望依托其较强的适配性迅速拓展下游客户,加速国内相关企业超充产品的研发进度,利好相关产业链发展。

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充电桩产业链上游为设备元器件供应商,包括充电模块/功率器件/接触器/继电器/连接器等;中游为充电桩生产企业,部分企业采取“生产+运营”一体化模式,往往与下游业务有所重合;下游主要以新能源电动汽车和充电服务运营解决商为主。

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全液冷超充时代的开启预示着电动汽车取代燃油汽车的不可逆趋势,华为“液冷超充”充电桩除在川藏线陆续落地外,还深度布局了桂林、深圳、重庆、杭州、张家口、四川甘孜州等诸多城市,未来将有更多企业和城市推进液冷充电桩的铺开,相关液冷充电桩产业链有望迎来加速配置。

 

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根据中短期液冷充电桩行业变革以及市场竞争格局进行总结,以下分支或迎来重点发展机会。

液冷充电枪替代需求高,国家充电标准首次覆盖高功率液冷装置

传统的风冷充电枪由于发热问题无法适应大电流充电,难以适配高功率充电桩,而液冷充电枪可通载大电流、温控效果控制好,是未来充电枪的主流研发方向。

目前,电动汽车的充电电压尚未统一,但已有部分车型配备了超充硬件,充电站需要既可以按低功率充电,又可以按高功率充电,提升充电桩的利用效率和超充体验,未来预计每个场站配1-2把超充枪,需求随着超充硬件的上升率的提高而大幅提升。

另外,新的直流充电标准首次覆盖了高功率液冷装置,在国家标准的引领下,液冷超充枪需求有望快速激活。2023年9月,新的「Chaoji」充电国家标准获批发布,由原标准覆盖的最高设计功率500kW提升至液冷装置最高900kW( 1500V/600A),气冷装置理论最大功率300kW(1500V/200A)。

永贵电器:2023年7月,公司举办“液冷系统/大功率充电枪”产品发布会,会上永贵推出了最新的液冷充电产品与前沿的大功率充电技术,公司的液冷充电枪最大可满足额定 600A 持续工作电流。

 

大功率充电趋势下,充电模块需求数量增加

充电模块在充电桩中占据最高的成本比重,据财信证券整理,充电模块占直流充电桩成本的50%。在充电桩需求提升的趋势下,尤其是模块为首的设备端有望受到直接的带动,实现销量的提升。

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从单桩需求来看,单个充电模块的功率大小和充电模块的数量决定了直流充电桩的功率大小,要实现大功率充电,需要提升充电模块的并联数量,因而充电模块的使用量也将得到提升。

另外,大功率充电模块的价格和毛利率更高,或成为企业的重点研发方向。根据优优绿能招股说明书披露的数据,2022 年公司20/30W充 电 模 块 的 销 售 均 价 分 别 为2582.53/3997.03元/台,毛利率分别为25.63%/35.42%,大功率充电模块的产品价值量和盈利能力更高。

目前国内充电模块企业可分为两类,一类是自产自供型企业,代表企业有盛弘股份、科士达、特来电等;另一类是第三方供应型企业,代表企业有优优绿能、通合科技、英飞源、华为等。其中,上市企业中英可瑞、盛弘股份和麦格米特拥有较高的市场占有率。

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碳化硅引入充电桩,快充再次升级

在充电模块的成本拆分中,半导体功率器件占到充电模块成本的30%,在高压快充的趋势下,碳化硅器件在半导体功率器件中的运用能有效形成耐高压、耐高温、更安全的优势。

与传统硅基器件相比,碳化硅模块可以增加充电桩近30%的输出功率,并且减少损耗高达50%左右;另外,碳化硅的使用能够有效提高单位功率密度,减小模块体积并简化电路设计,在其他材料成本上起到降本增效的关键作用。

尽管常见碳化硅器件价格达到硅基器件的3-5倍,但受到大尺寸衬底技术等技术的革新以及国产化等因素驱动,碳化硅器件成本已开始呈现下降趋势。据CASA数据显示,1200V SiC SBD实际成交价与Si器件价差已缩小至2-2.5倍之间,部分充电设备企业也在积极布局。

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