充电模块需求、成本、壁垒及市场格局分析

充电模块是直流充电桩的核心设备，成本占比达 40%-50%。

1. 高功率直流桩将加速增加对直流充电模块的需求

新增直流桩平均功率快速提升。为提升消费者充电体验，缩减充电时间， 新能源汽车厂商开始推广大功率直流快充。2019 年保时捷 Taycan 首次 推出 800V 电压平台架构，充电功率最高可达 350kW。2021 年后高压 快充方案受到越来越多新能源汽车厂商的青睐，现代、起亚、北汽、广 汽、小鹏等厂商相继推出 800V 电压平台。高压快充车型渗透率推动了 新装直流桩的平均功率快速提升，根据工信部装备工业发展中心发布的 《中国汽车产业发展年报（2021）》的数据显示，国内新增直流充电桩平 均功率从 2016 年的 62.9kW 提升至 2020 年的 131.9kW，年均复合增长率为 16.96%，我们预计到 2025 年国内新增直流充电桩平均功率将 达到 167.19kW。

充电桩功率提升增加对充电模块需求，并推动充电模块功率提升。超级 快充的广泛应用对充电模块的功率升级、可靠性以及安全性提出了更高 要求。由于充电桩内空间有限，单纯增加充电模块数量已不能满足直流 充电桩功率提升的需求，因此提高单个充电模块的功率是充电模块行业 的必然趋势。我国充电模块行业已历经三代发展，功率从第一代的 7.5kW 到第二代的15/20kW，目前处于从第二代转换至第三代的30/40kW阶段。 在 2021 年中国充电模块市场中 20kW 占比约为 60%，其余的主要是 30kW 模块，40kW 模块只占据小部分。 预计 2025 年国内交流桩充电模块需求达 1.7 亿 kW。我们预计 2023-2025 年国内新能源汽车保有量分别为 1992/2874/4011 万辆，车桩比分别为 2.08/1.9/1.83。直流桩平均充电功率按照 5%的复合年均增长率估计， 2023-2025 年直流桩平均功率分别为 151.6/159.2/167.2kW。预计 2025 年 直流桩充电模块需求将达到 1.7 亿 kW，2022-2025 年 CAGR 为 68.1%。

2. 直流充电模块技术迭代，单瓦成本随功率提升而下降

直流充电模块单瓦价格随着功率提高而下降。根据优优绿能招股说明书 披露的充电模块产品价格，截至 2022 年 6 月，公司 15kW 充电模块价格 约为 0.21 元/W，20kW 和 30kW 充电模块价格约为 0.13 元/W，40kW 充 电模块价格约为 0.11 元/W，充电模块单瓦价格随着功率提高而下降。 15kW 充电模块以更换需求为主，虽然毛利率较高但销量较低。目前国 内主流充电模块功率为 20-40kW，15kW 充电模块需求有限，需求以替 换更新原有充电桩的模块为主，总需求有限，下游客户对价格容忍度较 高，因此 15kW 充电模块产品的毛利率较高，能够超过 40%。 20kW 充电模块市场竞争激烈，毛利率仅为 20%-25%。20kW 是国网充 电桩的主流功率，通合科技、优优绿能等多家厂商均能够提供类似产品， 市场竞争较为激烈，导致20kW充电模块产品毛利率仅为20%-25%左右。

30kW 和 40kW 充电模块毛利率约为 30%-35%。根据优优绿能招股说 明书数据，2022 年上半年 30kW 和 40kW 充电模块产品的毛利率均落在 30%-35%区间，高于 15/20kW 充电模块。30/40kW 充电模块的充电功率 更高，能够摊薄非电气部件单位成本，从而实现降本，在单位售价更低 的情况下仍能实现高于 15/20kW 充电模块的毛利率。

液冷散热综合成本更低但性能更好，在高功率模块中占比逐渐提升。目 前充电模块的主流散热方式为直通风的风冷模式，由于内部元器件不隔 离，空气易夹杂灰尘、水气吸附在元器件表面，从而导致充电模块容易 出现故障。而液冷散热模式模块不会直接与空气接触，相较于风冷有以 下优势：1）使用寿命更长，根据市场经验，采用风冷散热的充电模块实 际使用寿命约为 3-5 年，而采用液冷散热的充电模块实际使用寿命长达 7-10 年，考虑到欧美市场的使用寿命要求更高，液冷在欧美市场的渗透 率将高于国内市场。2）综合使用成本更低，由于增加了冷却液、循环系 统等部件，采用液冷散热的充电桩采购成本更高，以 5 米线缆长的充电 枪为例，根据阿里 1688 网站上的产品价格数据，风冷 200A 直流枪价格 约为 1000-2000 元，而液冷 400A直流枪及液冷系统价格约为 10000 元， 但是液冷散热充电桩可以减少维护次数，避免模块失效，全使用生命周 期使用成本更低。

3. 充电模块存在可靠性壁垒，国内市场格局相对集中

充电模块决定充电桩性能，可靠性和供应链壁垒较高。充电模块不仅发 挥供能作用，还承担着将交流电转换为直流电、直流放大隔离和对电路 进行控制等工作，保证了供电电路的稳定性。充电模块行业存在两大壁 垒：1）可靠性壁垒，模块内部结构复杂，厂商需要 5 年以上的工艺经验 积累才能实现模块的故障率 5 年内低于 2‰或者 7 年内低于 1%。由于模块的可靠性需要长时间验证，因此模块进入客户供应链后只要产品质量 和交付速度等方面能够持续满足需求，通常双方能够保持较为稳定的合 作关系。2）供应链壁垒，充电模块内含超过 2500 个元器件，包括功率 器件、磁性元器件、电容和 PCB 等，对厂商的供应链整合能力要求高， 新入厂商需要较长的时间及资源积累。

国内充电模块供给格局头部集中。目前国内充电模块供给厂商主要分为 三类：1）充电桩运营企业，代表企业为特来电等，这类企业的充电模块 主要为自产，部分从外部采购；2）充电桩厂商，生产的充电模块部分自 己使用部分外售，比如通合科技、英可瑞和盛弘股份；3）充电模块的厂 商，比如英飞源、永联科技、优优绿能和中兴等。充电模块供给格局较 为集中，2022 年国内充电模块市场 CR10 占比达到 96.1%。