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超级快充热度空前 车桩磁企共话当下未来发展
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超级快充热度空前 车桩磁企共话当下未来发展

2022-04-08 17:26:17 来源: 作者:卞娅琪 点击:4085

【哔哥哔特导读】本期《对话》栏目,我们聚焦“超级快充与磁性元器件产业发展”,邀请了超级快充相关产业链专业人士,一起来聊聊超级快充产业发展现状与痛点……

编者按:

3月25日-27日,2022年中国电动汽车百人会论坛在北京召开,会上,超级快充方案成为与会代表热议话题。

华为表示,未来将推出基于“千伏”高压平台,充电5分钟即可补能200公里的全栈解决方案。欣旺达称,今年年底量产的BEV超级快充电池续航里程可达到700公里,充电10分钟续航可达到400公里。理想汽车表示,对于超级快充的技术有两个关键点,一是自研480kW超充平台,这个平台既包括整车850V高压平台,也包括4C电池;二是“车-桩-云”的闭环服务网络。

今年全国两会上,关于超级快充等充电桩相关议题也同样成为两会代表热门提案,上海社会科学院副院长张兆安,小米科技创始人雷军等人均提出,加强大功率充电设施的建设。在新能源汽车发展提速愈加明显,以及电池续航里程瓶颈等现实背景下,超级快充的推进情况,对于新能源汽车产业的发展愈发重要。

本期《对话》栏目,我们聚焦“超级快充与磁性元器件产业发展”,邀请超级快充相关产业链专业人士,共话产业发展现状与痛点等话题!

问题导览:

1.近两年大功率超级快充相关应用技术进步如何,超级快充发展未来方向是否明确?市场价值如何?

2.多家新能源车企已有各自的超级快充方案,但标准化、通用化方面多有不同,落实超级快充标准化、通用化的难点在哪?目前超级快充发展仍存在哪些痛点?

3.超级快充伴随着大功率、大电流等技术特性,对变压器产品会有哪些技术要求或改变?

4.磁性元器件厂商这两年相关技术进步是否明显,体现在哪,成本方面相较之前是否有明显下降趋势?

5.国内磁性元器件厂商与超级快充配套的技术和产品准备得怎么样?

6.目前超级快充磁性器件供应商是如何保障产品可靠性、安全性?

7.上下游有序良性发展难能可贵。当前超级快充供应体系,价格乱象显现了没?

超级快充热度空前  车桩磁企共话当下未来发展

知家科技周晓军:近两年大功率超级快充相关应用技术进步如何,超级快充发展未来方向是否明确?市场价值如何?

欣锐科技:近两年电池技术取得突破,电源模组技术也随之得到提升,技术问题已然不大,去年国内新能源汽车销量达几百万辆,欣锐对应的业绩也能体现得出来的。我认为,无论是新能源汽车,还是电源模组、变压器等基础配套厂商,今年形势肯定还是持续向好的。

巨湾科技:超级快充大趋势应该是很明确的,整个产业链,很多基础设施都相应启动了。只是目前暂时还没看到国家在骨干网有特别大的明显的计划,但是现在已经有一些试点示范项目。对于超级快充来说,现在在电源技术方面难题应该不大,最核心的就是一个AC-DC能量转换模组,能否做得更大电压,承受更大电流,主要还是取决于电池技术。当然,目前电池技术发展也挺好的,也就是电池技术有所突破,我们才有可能去谈超级快充这个事。实际上,我们巨湾科技也就是一家主要研究电池技术的企业,与超级充电桩的发展也刚好很好的契合。

星星充电:我们已经开始在布局超级快充市场,也和相关企业进行了合作,后续还会加大对超级快充市场的投入。随着现在新能源汽车建设速度的加快,与充电方式的不断多样化,预计3-5年超级快充也能在国际市场上进行推广。

广汽埃安:广汽是这一技术的推动者,国内新能源汽车超级快充正是广汽带动起来的,自然还会继续不遗余力的把这个事情做好,推广好。

超级快充热度空前  车桩磁企共话当下未来发展

知家科技:我认为,未来的超级快充站,可能会朝着分布式的方向走。现在是充电桩站,每个停车位就有一个桩体,我觉得这种大概率会被淘汰,取而代之的是把主体的充电桩功率做大,然后将桩体主体放在一个地方,再进行分布式供应充电,基本上每个车位上只需要一把充电枪即可。市面上前几年建的60千瓦居多,但是目前在建的话都基本上是120千瓦为主了。我觉得超级快充能在15分钟左右充到80%,就应该能满足市场的需求了,比如在骨干网上,15分钟也就是服务区上洗手间休息的时间。

京泉华:假设电动车销量中80%为乘用车,车桩比 3:1(商用车假设为换电模式,不用充电桩;往后看车桩比会降低到 2:1),对应今年全球新增充电桩 160万个,22年 250万个,25年 600万个,21-25 年复合增长率40%-50%。充电桩未来的趋势:大功率的超级快充的安装量占比会逐步提高。目前的超级快充主要是高速公路和城市部分地方可以安装,主要是电网配电负荷和能建桩的使用场地还比较局限,未来传统能源企业(中石化、中石油、电网)的进入必然会推动其快速发展。另外,充电桩的每瓦售价每年都在下降,必然也会推动充电桩的快速发展。

铭普:这两年肯定有明显进步,由于续航能力不能满足远程出行,超级快充也就形成了市场的实际需求;再有车企推出的一些新技术做为卖点,这些都是推动超级快充进步明显的因素。随着电动汽车的普及,充电桩的覆盖范围也将越来越广,市场需求预计每年都会有较大幅度的增加,不过我认为,当下超级快充还不大可能会太快速成为充电桩主导。超级快充不仅是对充电桩技术的高要求,同时,对电池技术也有高要求,另外,由于超级快充的大功率需求,局部地区出现大量的超级快充投入使用,实际上对电网的影响冲击也不小。

青岛云路:超级快充迎合市场的需求,将会是未来新能源的又一大版块。

大忠电子:目前新能源汽车市场很旺盛,广汽埃安、小鹏都在推行超级充电模式,总体上都是在推行新能源汽车行业和充电模式更好发展。

杰瑞康达:新能源汽车销量逐年增加,“充电慢”是目前新能源车主最头疼的问题,解决“充电慢”问题,行业内的普遍共识是高电压平台和超充桩方案,超级快充发展态势向好。最近几年,各大车企和科技巨头纷纷发布高电压平台量产车型和解决方案。相应的对大功率充电桩需求也在增加, 充电标准也在不断提高。大功率的充电桩就需要配套高频变压器和电感器,虽然目前市场基本成型,竞争激烈,但是行业潜力依然巨大,市场空间非常好,但是利润空间很小。

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多家新能源车企已有各自的超级快充方案,但标准化、通用化方面多有不同,落实超级快充标准化、通用化的难点在哪?目前超级快充发展仍存在哪些痛点?

麦格米特:很多产业发展本就是百花齐放、百家争鸣的状况,像这种情况,我觉还是适者生存,企业也有他们自己的担当,不同技术背景的人,他的设计的要点多少都有所不同。我认为这个还需要一个更高级别的组织、协会来建立这个标准,组织一些研讨会讨论这些标准的制定与执行。

巨湾科技:我觉得其实通用化的标准难度倒不大,就是工作有点滞后了。之前能源口和电力口在标准上面也有争议,这个事情就又有所耽搁。我认为现在主要痛点是生态,就是整个基础设施网络端的建设,国家相应的政策没有配套跟上,政策和标准都相对滞后,这是目前行业发展最大的痛点。

特锐德:超级快充标准不明确,目前还是车充系统对接的体系探索阶段。

广汽埃安:现在针对超级快充,还没有相关的定义标准,目前主要是按照充电的功率与时间来区分慢充、快充和超级快充。因为超级快充还是一个新事物,很多标准的制定都有一定的滞后性。针对充电桩,国家有相关的标准,但超级快充现在仍是非标。

超级快充热度空前  车桩磁企共话当下未来发展

星星充电:关于超级快充正式版的标准尚未发布,仍在拟定的过程中。一般来说,要达到500kw以上,才能称之为超级快充。据我了解,现在国际上已经有关注超级快充市场并研究标准的制定。充电枪也从原来的2015版枪头进行了最新的改版,可适用于现在的超级快充。

铭普:在超级快充还没有形成大规模主导之前,过早标准化、通用化我认为可能不太利于一些新技术的催生。

知家科技:超级快充对于充电桩企业来说,回收周期还是比较长。我觉得,骨干网充电桩欠缺,有点拖累电动汽车的发展速度了。我觉得可能得需要国家建立一个基础设施基金,支持一下,像骨干网这一块应该全部交给国家来做,国家有电网电力资源,应该借着十四五规划,把充电桩基础设施大力发展一下。剩下的其他区域由市场来解决,原则上国家就不参与了,让市场自行竞争,决定参与价值和定价。

欣锐科技:我觉得超级快充对于电源来说的话,应该都不是问题,可能最主要的还是电池。目前氢燃料电池,电源都是做到100多千瓦,200多千瓦了。

大忠电子:传统燃油车不怎么需要考虑加油时间、续航里程等问题,新能源汽车目前仍没有达到与传统燃油车等同方便程度,所以眼下我觉得增加充电桩、推广超级快充,以解决充电的便捷度、充电速度,尤为重要。

杰瑞康达:超级快充行业态势发展迅猛。安全依旧是很大的痛点,但是现在必须要解决其安全性的问题,目前高压,大电流,充电产生的热量过大,都会造成很大的安全隐患,要不断提高安全保障,不仅是变压器等部分相关厂家,整个相关行业都要提高产品的安全性。

瑞德磁材:目前存在厂商超级快充解决方案差异性较大,匹配性较差。

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超级快充伴随着大功率、大电流等技术特性,对变压器产品会有哪些技术要求或改变?

麦格米特:超级快充功率大,功率密度也会大,散热肯定也会差一些,无非就是两种情况:把变压器功率增大,体积增大;采用多路小变压器输出模式。

知家科技:其实这个不用担心,我们较早的充电模块为15KW,后来20KW、30KW、60KW,里面变压器单个功率就有这么大。我觉得企业普遍能接受的是,超级快充体积增大的话,整体不会超过之前一百千瓦左右充电桩体积的20%。对于占地问题,我觉得这个在工程上可以解决。

欣锐科技:超级快充超过四五百千瓦的话,要满足如此高功率的产品的正常运行,里面采用的变压器不可能只是简单的物理增量,单个变压器功率肯定要提升,体积也要变小,慢慢走磁集成、高频化,因为体积后面肯定是做的越来越小了。以前普通充电桩用10、15千瓦一个模块,后面用30、40千瓦一个模块,甚至更大,现在普遍向一百多千瓦以上推进。

巨湾科技:我觉得模块会物理性叠加数量,当然功率也需要提升,尽可能减少叠加数量。效率成本各方面都要优化。如果要配合超级快充的需要,磁性元器件应具有大功率、模块化的特性。超级快充达到480kW时,不再需要使用低功率的磁性元器件,这就需要重新选型。

永联科技:充电模块的性能也有赖于半导体、磁性元器件,磁性元器件在整个充电桩模组中,占了较大的体积比例,有些达到1/15-1/12,甚至1/10的空间占比。磁性元器件的性能优劣也会影响到整个转换模组的特性。我们希望磁性元器件能够实现低损耗、高效率、小体积,促进整个充电模块做成高效率小体积的产品。

星星充电:超级快充对比普通充电桩,电压甚至可能提高到1000V,这对磁性元器件来说,更需要耐压。此外,由于功率的提高,往往需要叠加多个模块才能满足,因此磁性元器件的数量也会有所提高。由于超级快充不太可能进入个人使用领域,所以即使超级快充充电桩体积变大,对消费者来说影响并不会太大,消费者最关注的是充电速度,因此在设计时更多考虑如何提高充电功率。

京泉华:超级快充主要是单桩的充电功率更大,我司几年前就已有产品应用到国内外超级快充方案上。功率一般15KW、30KW、45KW、60KW、90KW、120KW、180KW、240KW、360KW等,以后还会更高功率,采取分体式充电桩,或者柔性充电堆。未来小功率10KW-20KW的直流壁挂桩的需求也会增加。

铭普:一般来说,总功率60KW及以上的AC-DC充电模块,变压器均采用磁集成式的变压器单体并联。

杰瑞康达:变压器的设计要保障产品的安全性、可靠性更高,功率越来越大。需要更大规格的磁芯,高频化低损耗宽温的PC96材质。

瑞德磁材:对变压器的损耗要求进一步提高,另外不少客户期望通过变压器及电感的结构集成或者功能集成设计,获得更小的体积和更轻的重量、更低的成本。

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欣锐科技蒋佳华:磁性元器件厂商这两年相关技术进步是否明显,体现在哪,成本方面相较之前是否有明显下降趋势?

麦格米特:现在充电桩数量增加了,对于磁性元器件来说,变压器和电感器的功率增加了,那个谐振电感和变压器物理集成,包括膜包线都导入了应用,这都是进步。还有饼线也导入应用,能够减少体积,增大载流,这肯定都是有帮助的,最好还是希望量大之后,各供应链能把成本降下来。

青岛云路:随着车载新能源领域的各个技术的提升,磁性元器件相关技术也有一定的提升,主要体现为:对纳米晶带材等新材料的应用;2.混合磁路等新技术的推广和应用;扁线立绕,从常规绕线到多线并绕等工艺的优化和自动化设备的优化。从整体大环境来看,成本部分的下降不明显,磁材、铜材、锡等材料都在持续上涨,且下降的趋势不是很明显,较前两年比较,这类材料在2020—2022年间,部分材料上涨达到了100%。

京泉华:近年来,磁性元器件的新品主要围绕工艺改良,逐步减少人力依赖,自动化的趋势推广,目前共模电感、PFC、耦合电感、输出续流电感基本都立绕化、自动化,LLC主变、谐振电感、膜包多股绞合方线、绕线机械化、焊锡自动化等都有导入。

铭普:随着磁集成的设计推广,高功率密度器件成熟量产,从功率、瓦数的角度来看,器件的成本较之前有明显下降,但大规模效应还没有发挥出来。

杰瑞康达:相关技术进步明显,体现在产品高频化、体积越来越小,功率密度提高。自去年开始人力物力不断上涨,导体材料和磁性材料涨价50%以上,成本没有下降。

瑞德磁材:近几年,磁性元器件厂商技术有明显的进步,基于磁性材料优选、磁性元器件优化磁路设计、集成化设计,可提升元件性能,缩小元件体积,降低元件成本。另外,热设计优化、绝缘/导热材料优选也帮助磁性元件进一步提升。

巨湾科技彭文科:我认为未来公共充电领域,基本80-90%都会是超级快充,这是大势所趋,所有相应产业链都要做好这方面的切换准备,而且这时间不会太长,可能三五年就切换过来了,很多供应链都基本上开始着手参与进来了,有积极准备的,也有落后的,这也相当于行业洗牌了,想了解国内磁性元器件厂商与之配套的技术和产品准备得怎么样?

铭普:铭普已有一些磁集成的大功率高频器件在开发与应用。针对超级快充客户量产需求来到之前,已规划一批大功率磁器件的开发、测试、可靠性试验,以及功能、体积改善等工作,以便更轻松的满足客户需求,为客户提供更优质的产品。

青岛云路:针对行业的大洗牌,如行业比较大的几家同行,基本上涉及到各大领域,而且产品结构等也是同客户共同成长的,且可靠性试验等也基本具备产品升级的要求。青岛云路新能源拥有国家级认证CNAS的实验室,可满足AEC-Q200标准的可靠性验证,同时有专门的研发团队配合各类车载客户进行产品的设计开发。

京泉华:京泉华目前磁性元器件在充电桩领域有较大供应量,目前配合客户的主要是20KW-60KW的模块产品,也有部分大功率的整桩产品例如:120KW-200KW的系列。我们与充电桩头部企业基本都有配合过,在该行业对磁性元器件的应用占比逐年提升,2021年行业占比居25%左右。2022年,我们要进一步丰富充电桩类客户群,重点关注并推广超级充电桩市场,预计2022年在充电桩市场产品销售额同比增长大于50%。

普晶电子:目前,得益于新能源汽车行业的快速发展,2021年,我们新能源汽车与充电桩相关业务板块的业绩,占到公司大部分订单份额,现已为新能源汽车、充电桩电源厂商提供了全面配套的多种类型的磁性元器件,随着新能源汽车销量提升和充电桩布局进程的加快,今年订单量预期还将有明显的增量。

杰瑞康达:新能源汽车的超级快充是这几年行业内非常热的一个话题,我司也很早就着手准备超级快充领域变压器需求的研发和供应链体系的开发,目前已经做好了技术储备,建立好了完善的供应链体系。

瑞德磁材:磁性材料厂商致力于材料性能提升,磁性元器件厂商致力于产品性能提升及成本节约,近几年也有不少厂家研发相关产品,并获得一些小批量的应用或者示范应用。

麦格米特白智广:我觉得超级快充,还是要考虑可靠性、安全性的问题,生产、材料,要按工业级的标准来,在导入客户前,验证要充分,现在速度太快了,不管是车载也好,还是充电桩的导入,都很快,我觉得验证不是很充分,还是有一些不良隐患,目前超级快充磁性器件供应商是如何保障产品可靠性、安全性?

青岛云路:针对磁性器件在新品开发制样过程中,除了对其器件本身静态特性检测外,将参照:GB2423.1—GB2423.22 、GJB360B-2009、AEC-Q200 等标准对其进行高低温测试,高低温存储,高低温循环,振动测试,盐雾测试等来保证产品的可靠性和安全性。

铭普:对于大功率的磁性元器件,要保障产品可靠性及安全性,还是要在量产前做足相应的材料可靠性试验、器件可靠性试验,方能投入量产。

杰瑞康达:加强绝缘防护,提高耐压等级,使用更高耐温材料,依靠模具批量化生产。

瑞德磁材:由于粉芯的材质特点,易锈蚀一直是异形产品的难题。目前通常解决办法是表面喷涂,已经实现量产。同时,我们对于磁芯的表面防锈处理研究工作也有突破性进展,有望在不喷涂情况下解决易锈蚀问题,缩短工序,降低成本。

京泉华张文举:当前价格战仍很令人头疼,上下游有序良性发展难能可贵。当前超级快充供应体系,价格乱象显现了没?

麦格米特:不同等级的供应商,产品品质、性能、品牌效应,都会导致价格不同,那三线产品进得来,肯定是价格会低一些,不然很难进得来充电桩供应链。但超级快充和新能源汽车一样,最好还是采用高等级供应商,同时要不断优化成本,提高性价比,不断提供这类厂商比例到供应体系中来,扩大市场占有率,争取成为主流。如此,一些资质平平,存在质量隐患的供应商进入空间就会越来越少,这种价格乱象问题也会慢慢降低。

知家科技:现在价格挺内卷的。我都不太确定这个行业到时候能不能真正形成品牌,现在品牌质量还是参差不齐。没有一个真正的领头羊,没有参照标准,大家就拼价格、拼关系了。最终还是消费者来承担。除非是行业内部的人,一般人是分不清楚桩体好坏的,大功率超级快充,我觉得还是需要国家强制管控品质。我觉得,充电桩行业应该对里面采用的电子元器件,指定品牌,那些杂品牌,没有一定资质的电子元器件,就不准充电桩及其电源模组采用。有些厂家大包大揽,很多配套产品都自己做,专业度欠缺,但这毕竟是一个大电流产品,万一出问题了就很麻烦。

欣锐科技:其实整个价格价格往下降的趋势肯定是不变的。我们接触到一些国外的客户,他们的意思是,作为供应商,一定是要有一定的利润,不然供应商难以有资金空间维持产品品质。

巨湾科技:我觉得超级快充体系还好,现在应该还没到那个状态,不过我认为基础设施还是需要国家的统一发展步调规划。

超级快充热度空前  车桩磁企共话当下未来发展

总结:

2021年,国内新能源汽车销量增长很快,由2020年的130万辆快速发展到350万辆,这就导致充电基础设施紧张,也是造成“一桩难求”的主要原因,新能源汽车市场对应的充电桩需求也将持续走高。

东莞证券研报指出,预计到2022年,新能源汽车保有量将达1221万辆,充电桩保有量将达506万台,到2025年新能源汽车保有量将增加至3224万辆,充电桩保有量将增加至1466万台。大比特产业研究室测算,随着车桩比持续下降,对公共充电桩尤其是快速充电桩、超级充电桩的需求量将保持高速增长。预计2021-2025年间,全球累计需要480万个公共直流充电桩。

理想汽车计划到2025年计划在全国建成超过3000个超级快充站,在高速希望能建立“十纵十横两环”的高速公路的快充网络,接入36条国家级高速公路,并且可以覆盖90%的高速公路里程。

无论是从市场还是政策出发,超级快充的发展趋势已基本成为产业链人士对新能源汽车这一未来核心配套产业的共识。加之国内相关技术企业不断攻关克难,超级快充在技术上已愈加成熟。受访的企业代表巨湾技研就是这一技术的重要推动者,耗时七年,最终成功研制出“超快充电池”,已装备在广汽埃安AION V Plus 车型上,于去年九月上市,把电动车快充时间控制在10分钟以内。

超级快充热度空前  车桩磁企共话当下未来发展

为推进超快充电池应用生态建设,巨湾技研还同步完成与超快充电池匹配的600kw大功率充电桩的开发,向下兼容普通快充,做到既可超充,也可快充,并开展与国网电动等的多方合作,加快超充网络布局与落地,让充电和续航里程问题不再成为制约新能源汽车普及的瓶颈。

对于磁性元器件产业来说,超级快充的发展,他们需要预判产业未来发展体量和空间,合理安排发展计划,共同促进产业良性发展。大比特产业研究室测算,以20kw功率充电桩电源模块为例,含有12颗变压器,1颗小变压器共计13颗变压器,12颗电感,合计25颗磁性元器件。“我们假设全球公共直流桩平均功率为120KW,且未来五年保持不变(实际肯定是增长的)。保守计算,我们预计到2025年,充电桩模块的的磁性元器件需求量将在3亿颗以上。”

从对话嘉宾的分享中,我们能感受到,他们对于超级快充未来产业的发展报有较大期盼,也清晰的认识超级快充将不仅改变其内部磁性元器件原来功率、体积、数量等。作为产业的瞭望者,我们希望超级快充不会像传统充电桩再次陷入低价竞争圈,在利润空间受限的情况下导致产品品质下降,引发更多安全隐患。期待这一产业的健康发展,给新能源汽车消费群体带来便利的同时,也给产业发展创造更大成长空间。

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