“中国充电联(lian)盟”近期披露了2022年10月全国电(dian)动汽车充换电基(ji)础设施运行情况(kuang)。10月公共(gong)充电桩同比增长58.1%，环比增(zeng)加4.4万台。广东(dong)、江苏、上海、浙江(jiang)、北京位列(lie)前五。
在13日召开(kai)的2022电子开发(fa)者技术大会上，车载(zai)半导体企业(ye)德州仪器中(zhong)国区技术支持总(zong)监师英告(gao)诉记者，他们正(zheng)围绕“光、储、充、放、减(jian)”五个维度布局新能(neng)源充电桩。
尽(jin)管新能源(yuan)充电桩在(zai)技术方面已经成熟，落地实践已(yi)经开始推广，但(dan)是师英表示，在充(chong)电桩进一步(bu)扩大规模和(he)布局的过程中(zhong)还存在若干痛点(dian)。
智能汽(qi)车带火充电桩(zhuang)
伴随着新(xin)能源汽车渗透率(lu)的提升和一系(xi)列“新基建”、“稳增长”政策的(de)出台，充电桩产业(ye)进入快速发展期(qi)并喊出了万亿市场规(gui)模的预期(qi)。2017年至2022年5月，中(zhong)国汽车智能充电领域(yu)共披露25起投融资事件(jian)，金额达18.1亿元(yuan)。截至今年10月，“中国(guo)充电联盟(meng)”内成员单位总计(ji)上报公共充电桩168.0万座，从2021年11月到2022年10月，月均新增(zeng)公共充电(dian)桩约5.1万座。
从充电设备的类(lei)型来看，目前的(de)充电基础设施有交流(liu)充电桩、直(zhi)流充电桩、交直流一体桩以(yi)及无线充(chong)电桩。其中(zhong)，前两者为市场主流(liu)的两种类(lei)型。在功率方面，直(zhi)流充电桩充因电时(shi)间短成为市场(chang)较为青睐的(de)产品，其平均功率在(zai)100-120kW。
根据市场统计数(shu)据，全球商用直(zhi)流充电设备单桩均价(jia)在10-15万(wan)元之间。不过，大功率直流充电桩的(de)单桩价格能达到60-70万(wan)元。根据(ju)头豹研究院的预测，预计2026年，新(xin)能源充电(dian)桩的市场规模将达(da)到784.4亿(yi)元。目前，产业链上(shang)游组成部(bu)件中以充电模块和锂(li)离子电池为核心(xin)。产业链(lian)中游的运营(ying)商竞争者众多(duo)，行业竞争(zheng)日益激烈(lie)，而下游(you)方面随着新能源(yuan)汽车销量逐年(nian)上升，市(shi)场需求旺盛(sheng)。
师英告诉记者，目(mu)前国内新能源车和(he)充电桩的(de)比例约为2：1，充电桩的(de)建设还跟(gen)不上新能(neng)源汽车的发展，对(dui)于新能源(yuan)车的长途出行，用户(hu)还存在普遍的“里程(cheng)焦虑”。“除了数量问题之外，随着新能源汽车越(yue)来越多，这些车开始(shi)接入电网充电时，对(dui)现有的电网建设提(ti)出了更高的要求，电(dian)网负载的变化也(ye)是非常复杂和巨大。“他说。
新技术助(zhu)推降本增效(xiao)
师英表(biao)示，未来充电桩(zhuang)的运营方(fang)向必定朝着成本降低(di)、效率提升的方向(xiang)前进，而在(zai)这个过程中，人工(gong)智能、边缘计算(suan)、5G等新技(ji)术可以有所(suo)助力，帮(bang)助充电桩进行(xing)自动化维护(hu)。
“我们可以(yi)利用边缘计(ji)算和人工智能技(ji)术，让充电桩接入(ru)到泛在的物(wu)联网中和电网(wang)融合为一体。在这(zhe)样的情况下(xia)，在新能源(yuan)汽车充电时，充(chong)电桩可以利用大数(shu)据和人工(gong)智能分析它对于电(dian)网负荷的影响，智(zhi)能调控。同(tong)时它可以本身完成自(zi)动化的维护，降低成(cheng)本。” 他说。
而另一(yi)方面，德(de)州仪器看(kan)好并正在积(ji)极探索V2G（车辆(liang)到电网）模式。V2G是新能源汽(qi)车用户可(ke)以获利的另一种商(shang)业模式，即新能源汽(qi)车参与电网实(shi)时调控与调峰(feng)辅助服务，通(tong)过向电网售电的(de)方式获得(de)额外收益。换句话说，新能源(yuan)汽车不再单向接(jie)受电网的(de)电能输送，而是作为(wei)“移动充电宝”使(shi)用，在低电价时(shi)给车辆充电，在高(gao)电价时将新能源汽车(che)的电量出售(shou)给电网。
“在未(wei)来V2G发(fa)展到一定的(de)程度之后，新能(neng)源汽车本身(shen)就是一个体(ti)量庞大的储能载体(ti)，当5G和物联(lian)网发展到一(yi)定程度的时候(hou)，充电桩(zhuang)本身就可以(yi)接入网络，实现充放(fang)电的一体化。”在师英看来，5G和物联网，这些(xie)是实现V2G的一个必要的(de)途径。
针对于目前德(de)州仪器正在布(bu)局的技术，师英介绍(shao)说，德州仪器正在推(tui)动智能充(chong)电桩和新能源本(ben)身紧密结合。他(ta)表示，除(chu)了充电之外，充电桩(zhuang)还负载了光伏转换和(he)储能的功能(neng)。对于平(ping)衡电网的负(fu)载以及新能源的(de)再生采集利用来说(shuo)，充电桩负担了(le)新的使命。
“对于下一(yi)代充电桩(zhuang)来说，我想基本的技(ji)术要素都是(shi)成熟的，只(zhi)是说怎样把(ba)它作为完整的(de)系统接入到新能源再(zai)生能源网络里，这可(ke)能需要上下游的合作(zuo)伙伴一起(qi)去不断探索。“师(shi)英说。
车芯公司的新(xin)生意
近年(nian)来，头部汽车半导(dao)体厂商开始(shi)进军智能充电(dian)桩上游市场并(bing)提供整体解(jie)决方案。目(mu)前意法半导体(ti)、德州仪器、英(ying)飞凌等企业都(dou)已纷纷推出各自(zi)的直流充(chong)电站解决(jue)方案并积极(ji)布局。不过从产品角(jiao)度来看，各家厂(chang)商更多是推(tui)出智能充电桩的模块(kuai)器件。
今(jin)年年初意大(da)利公司alpitronic宣布推出(chu)50 kW直流充电桩HYC50，采用英飞凌(ling)的EasyPACK CoolSiC MOSFET 1B和2B模块以及EiceDRIVER X3驱动器。今年九(jiu)月意法半(ban)导体发布了(le)两款采用(yong)主流配置的内(nei)置1200V 碳(tan)化硅（SiC）MOSFET的STPOWER电源模块。据了(le)解，在智能充电桩领(ling)域，德州仪器提(ti)供包括从核心的(de)数字控制器到(dao)周边模拟的驱动以(yi)及模拟采样的解(jie)决方案。在直流充电(dian)桩的主控部分，德(de)州仪器C2000微控制器(qi)在市面上应用较为广(guang)泛。
分析人士告(gao)诉记者，汽车半导体厂商积极(ji)布局新能源汽车充(chong)电桩存在着(zhe)多方面的考量。一方面是看重(zhong)利润，而另(ling)一方面，车(che)芯厂家可以通(tong)过布局充电桩及(ji)时把握市场痛(tong)点，直接在车芯设(she)计时做出调(diao)整。
据了解，充(chong)电桩组成部件包(bao)括充电模块、有(you)源滤波设备、监控计费(fei)设备、电(dian)池维护设备等，其中(zhong)最核心的是充电模块(kuai)，成本占比达到(dao)50%。而真正影响(xiang)充电模块性(xing)能的核心电子(zi)元器件是IGBT，该器件在在(zai)充电模块中的(de)成本占比达(da)到20%以(yi)上。一般一台交(jiao)流充电桩平(ping)均成本5，000元，直流(liu)充电桩的成本平均(jun)8万元。
根(gen)据中商产业研究院(yuan)公布的数据，在(zai)充电桩的电源(yuan)管理芯片市场(chang)领域，市场参与者主(zhu)要包含德州仪(yi)器、亚德(de)诺、英飞凌、罗姆、微芯、日立等(deng)，市场份额占(zhan)比分别为17%、12%、10%、8%、7%、7%。
据(ju)师英介绍，德州仪(yi)器正在积(ji)极推进12英寸晶(jing)原厂的投资。
