文|能鏈研究院
在汽車(chē)工業(yè)發(fā)展的百年歷史中，加油站書(shū)寫(xiě)下了濃墨重彩的一筆。
隨著福特大批量流水線生產(chǎn)汽車(chē)后，家庭汽車(chē)的神話得以實(shí)現(xiàn)，走向千家萬(wàn)戶。
然而，當(dāng)時(shí)汽車(chē)加油卻是一件極其繁瑣的工作。
汽油都是存放在油罐或者容器內(nèi)，由零售商對(duì)外售賣(mài)。車(chē)主加油時(shí)，則將汽油倒入油箱，這個(gè)過(guò)程需要三個(gè)人共同完成。
隨著汽車(chē)數(shù)量大幅增長(zhǎng)，原有的模式已經(jīng)無(wú)法滿足需求，更加高效、便捷的加油方式成為了需求痛點(diǎn)。
1905年，美國(guó)密蘇里州圣路易斯的商人哈利·格倫納與克雷姆·雷辛格，資興辦了世界上最初的“圣路易斯汽車(chē)加油站”，他們采用重力注油罐連通一根橡膠軟管給汽車(chē)加油，極大地方便了路過(guò)此地的駕駛員。 加油站為出行提供必要保障，對(duì)整個(gè)交通業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。
隨著新能源車(chē)滲透率的不斷提升，加油服務(wù)同樣也在轉(zhuǎn)型，充電樁承擔(dān)了加油站的角色，市場(chǎng)對(duì)充電樁需求飛速提升。 可以說(shuō)，充電樁是完成能源轉(zhuǎn)型，降低交通碳排，助力碳中和過(guò)程最后一環(huán)的“槍手”。
01 慢充與快充
手持充電槍，對(duì)準(zhǔn)接口，啟動(dòng)按鍵，電能從電網(wǎng)端，經(jīng)過(guò)變電箱，配電箱，接入到充電樁，電量源源不斷涌來(lái)。最終通過(guò)充電樁完成補(bǔ)充能量、降低碳排的任務(wù)。
資料來(lái)源：能鏈智電
由于充電樁接入的電力是交流電，并且高于電池電壓，出于安全和效率的考慮，需要變壓、整流（AC(交流電)轉(zhuǎn)化為DC(直流電)）后才能進(jìn)行充電。
因此，衍生出兩種主要的技術(shù)路徑：一是交流充電樁、二是直流充電樁。 （1）交流充電樁
交流充電樁也可以稱為慢充，需要車(chē)載充電機(jī)進(jìn)行變壓、整流后輸出直流電。交流充電樁只提供電力輸出，沒(méi)有充電功能，需連接車(chē)載充電機(jī)為電動(dòng)汽車(chē)充電。相當(dāng)于只是起了一個(gè)控制電源的作用。
由于車(chē)載充電機(jī)比較小，功率小，充電過(guò)程較慢。
以常用的7KW家用充電樁為例，根據(jù)充電量(W)=功率(P)×充電時(shí)間(t)公式，我們可以計(jì)算得出一輛56KW的新能源車(chē)充滿電時(shí)間大概需要8個(gè)小時(shí)。
因此，其應(yīng)用于不需要快速充電的場(chǎng)景，如私人充電樁、地下車(chē)庫(kù)。
交流充電樁結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，成本較低。主要由控制主板、電能輸入輸出回路、充電連接器、人機(jī)交互單元等部件組成。主板占成本接近30%，其次為槍線及殼體，成本占比也分別為30%左右。主板起到計(jì)量和保護(hù)功能，殼體提供支撐和人機(jī)交互，充電槍負(fù)責(zé)充電。
（2）直流充電樁
直流充電樁通常稱為快充，本身自帶充電模塊，可以完成變壓、整流，將輸入的交流電轉(zhuǎn)化為充電所需的直流電，完成充電過(guò)程。 快充通過(guò)并聯(lián)的方式，直流充電樁功率更高，充電時(shí)間較短。比如，用4個(gè)15KW充電模塊并聯(lián)，達(dá)到60KW的功率。
根據(jù)公式：充電量(W)=功率(P)×充電時(shí)間(t)，以60KW功率的充電樁為例，56KW新能源車(chē)充滿理論上差不多1個(gè)小時(shí)，而交流充電樁則需要8個(gè)小時(shí)。
因此，其應(yīng)用于充電時(shí)間要求較高的場(chǎng)景，如出租車(chē)、公交車(chē)、物流車(chē)以及乘用車(chē)等公共充電樁。 快充無(wú)疑抓住了新能源車(chē)的需求痛點(diǎn)——充電慢的問(wèn)題。如果能像燃油車(chē)一樣，花幾分鐘將車(chē)開(kāi)進(jìn)充電站完成補(bǔ)能，這種體驗(yàn)與排隊(duì)等候、充電幾小時(shí)的實(shí)際情況判若云泥。 各大車(chē)企均在努力提高充電功率縮短充電時(shí)間，提高快充站的利用率。
02 快充的問(wèn)題及解決方案
（1）液冷設(shè)備至關(guān)重要
根據(jù)公式：功率(P)=電壓(U)×電流(I)，提升效率的技術(shù)路徑主要分為兩條，也就是提高電壓：高壓快充（以比亞迪（002594.SZ）為代表）和提高電流：大電流快充（以特斯拉(TSLA.US)為代表）。
高壓快充將電動(dòng)車(chē)平臺(tái)由400V升級(jí)至800V，可實(shí)現(xiàn)400kW超充，僅需5分鐘實(shí)現(xiàn)續(xù)航200-300km，后續(xù)將向上演進(jìn)到1000-1500V。大電流快充支持200kW快充，需充電10分鐘實(shí)現(xiàn)續(xù)航200-300km。
2021年比亞迪、吉利(00175.HK)、長(zhǎng)城(601633.SH)、小鵬（XPEV.US，09868.HK）、零跑（09863.HK）等相繼發(fā)布了800V高壓技術(shù)的布局規(guī)劃，理想（LI.US，02015.HK）、蔚來(lái)（09866.HK,NIO.US）等車(chē)企也在積極籌備相關(guān)技術(shù)。
不過(guò)，超充要求電纜需承受400-600A大電流。
電流越大，電線的發(fā)熱量也越大，需要快速散熱，否則安全便存在較大隱患。工信部指出：對(duì)于額定電壓為750/1000/1500V的直流充電接口，額定電流（持續(xù)最大工作電流）值為200、250、300、400、500、600、800A，充電樁必須具備主動(dòng)冷卻裝置。
在超級(jí)快充需求推動(dòng)下，各企業(yè)紛紛投入液冷超充研究。國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出液冷超充技術(shù)的企業(yè)包括中航光電(002179.SZ)、沃爾核材(002130.SZ)、日豐股份(002953.SZ)、巴斯巴等，國(guó)外企業(yè)主要包括菲尼克斯、灝訊、特斯拉等。
永貴電器(300351.SZ)處于行業(yè)領(lǐng)先地位，其液冷超充槍已率先實(shí)現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)，客戶包括吉利、華為、理想等。
（2）制約快充發(fā)展最核心的在于電網(wǎng)的負(fù)荷能力
據(jù)報(bào)道，北京電網(wǎng)用電負(fù)荷達(dá)到2451萬(wàn)千瓦。假設(shè)未來(lái)快充普及，一個(gè)直流充電樁功率為120KW，高峰期有20萬(wàn)輛新能源車(chē)同時(shí)充電，總功率將達(dá)到2400萬(wàn)千瓦，接近北京電網(wǎng)負(fù)荷。預(yù)計(jì)2025年，北京新能源車(chē)保有量將達(dá)到200萬(wàn)輛。雖說(shuō)有快充可以大量節(jié)約時(shí)間，可歸根道理，電網(wǎng)承受不住大量快充的需求。
現(xiàn)階段超充只能作為應(yīng)急輔助的充電方式。未來(lái)，虛擬電廠接入、V2G技術(shù)、光儲(chǔ)充一體化等技術(shù)的發(fā)展將有效降低快充對(duì)電網(wǎng)的沖擊，有效擴(kuò)容，增加電網(wǎng)的消納能力。
（3）成本也是阻礙快充發(fā)展的瓶頸之一
直流充電樁內(nèi)部組成模塊比較多，體積比較大，其充電槍頭是九孔的。交流樁的模塊相對(duì)較少，體積比較小，其充電槍頭是7孔的。
成本上來(lái)看，以60kw直流充電樁為例，僅充電模塊一項(xiàng)，直流充電樁較交流高出2萬(wàn)以上。
直流充電樁（以60kW為例）設(shè)備單價(jià)超過(guò)4萬(wàn)元，相比之下，7KW私人交流充電樁平均單價(jià)大約1500元。直流樁高昂的價(jià)格無(wú)疑阻礙了快充技術(shù)的滲透率。
不過(guò)，隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)發(fā)展，充電功率逐步提升，通過(guò)規(guī)模效應(yīng)促進(jìn)充電模塊價(jià)格持續(xù)下降，大功率直流充成為主流模式更加具備經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。
03 充電樁產(chǎn)業(yè)鏈圖譜
充電樁產(chǎn)業(yè)鏈可以分為上游：零部件和充電設(shè)備，中游：建設(shè)運(yùn)營(yíng)商，下游：應(yīng)用市場(chǎng)。
其中，充電站建設(shè)中，主要成本來(lái)自充電樁硬件設(shè)備。具體拆分充電樁硬件設(shè)備，以常見(jiàn)功率120kW左右的直流充電樁為例，其設(shè)備構(gòu)成包括充電模塊、配電濾波設(shè)備、監(jiān)控計(jì)費(fèi)設(shè)備、電池維護(hù)設(shè)備等。
（1）充電模塊IGBT是核心
充電模塊占比最高達(dá)50%。其中，細(xì)分成本來(lái)看，功率器件（30%）、磁性元件（25%）、半導(dǎo)體IC（10%）、電容（10%）、PCB（10%），其他如機(jī)箱風(fēng)扇等占15%。
這里的功率器件指的是IGBT（絕緣柵雙極型晶體管）。其工藝復(fù)雜，加工難度較高，目前主要依賴進(jìn)口。以英飛凌、ABB、三菱、西門(mén)康、東芝、富士等海外企業(yè)為代表。
隨著國(guó)內(nèi)對(duì)IGBT的需求上升，我國(guó)企業(yè)加大資本投資力度，積極開(kāi)展相關(guān)領(lǐng)域的研究，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化替代。現(xiàn)階段，已經(jīng)陸續(xù)形成IDM模式和代工模式的雙通道產(chǎn)業(yè)鏈，斯達(dá)半導(dǎo)等頭部企業(yè)已具備自主生產(chǎn)能力。
（2）充電樁競(jìng)爭(zhēng)較為激烈
除IGBT外，其它元器件設(shè)備基本可以實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。主流充電樁制造商特銳德（300001.SZ）、許繼電氣(000400.SZ)等均可生產(chǎn)功率模塊器件，對(duì)外采購(gòu)斷路器、接觸器、電纜等標(biāo)準(zhǔn)化電氣附件后，完成一體化生產(chǎn)。
因此，充電設(shè)備本身的技術(shù)壁壘不高，產(chǎn)品不存在顯著技術(shù)差異，行業(yè)生態(tài)主要依賴政府扶持，在行業(yè)發(fā)展初期補(bǔ)貼收益較高?，F(xiàn)階段，參與行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)數(shù)量眾多，規(guī)模參差不齊，競(jìng)爭(zhēng)激烈，導(dǎo)致價(jià)格下降，毛利率持續(xù)下滑。
（3）充電樁運(yùn)營(yíng)以民營(yíng)企業(yè)平臺(tái)商為主、國(guó)企運(yùn)營(yíng)為輔
充電樁的投建和運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)有重合部分，前期會(huì)產(chǎn)生大量資本開(kāi)支，投資回收期長(zhǎng)，對(duì)運(yùn)營(yíng)商資本壓力較大。
目前主流商業(yè)模式包括運(yùn)營(yíng)商主導(dǎo)模式、車(chē)企主導(dǎo)模式、第三方充電服務(wù)平臺(tái)主導(dǎo)模式三種。其中，專業(yè)化運(yùn)營(yíng)商模式為主要的運(yùn)營(yíng)模式，該模式優(yōu)點(diǎn)在于管理效率高，缺點(diǎn)在于收入來(lái)源較為單一，主要依賴于服務(wù)費(fèi)。
車(chē)企主導(dǎo)模式主要適用于較為成熟的電動(dòng)汽車(chē)企業(yè)當(dāng)中，用于給車(chē)主提供更優(yōu)質(zhì)的充電體驗(yàn)，該種模式對(duì)資金和用戶數(shù)量有較高要求，主要有車(chē)企自建樁與合作建樁兩種建設(shè)方案。
在第三方充電服務(wù)平臺(tái)主導(dǎo)模式下，充電平臺(tái)一般不直接參與充電樁的投資建設(shè)，多為輕資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。通過(guò)自身資源整合能力將各大運(yùn)營(yíng)商的充電樁接入自家SaaS平臺(tái)，提供智能化管理，大數(shù)據(jù)服務(wù)。協(xié)助運(yùn)營(yíng)商“引流”并提供后續(xù)運(yùn)維服務(wù)，盈利來(lái)源為運(yùn)營(yíng)商服務(wù)費(fèi)分成及相關(guān)增值服務(wù)費(fèi)。
目前充電樁運(yùn)營(yíng)商的盈利主要來(lái)源于服務(wù)費(fèi)、電力差價(jià)和增值服務(wù)。其中，收取充電電費(fèi)和服務(wù)費(fèi)是大部分運(yùn)營(yíng)商的最基本盈利方式。
增值服務(wù)包括廣告保險(xiǎn)、租賃、維修等服務(wù)，盈利狀況一般。充電樁運(yùn)營(yíng)商仍需拓展除充電業(yè)務(wù)以外的盈利方式，提升增值服務(wù)以增強(qiáng)用戶黏性以及提高客單價(jià)。
國(guó)內(nèi)充電樁市場(chǎng)發(fā)展經(jīng)歷多個(gè)階段，在經(jīng)歷早期野蠻生長(zhǎng)，資本跑馬圈地后競(jìng)爭(zhēng)越發(fā)激烈，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)立后市場(chǎng)逐步出清?，F(xiàn)階段，行業(yè)逐步趨于穩(wěn)定，形成以民營(yíng)企業(yè)平臺(tái)商為主、國(guó)企運(yùn)營(yíng)為輔的局面。
截至2022年9月，特來(lái)電、星星充電、云快充、國(guó)家電網(wǎng)四家運(yùn)營(yíng)商貢獻(xiàn)63.7%的市場(chǎng)份額。
04 充電樁新增千億市場(chǎng)
（1）國(guó)內(nèi)充電樁增量穩(wěn)步推進(jìn)
中汽協(xié)預(yù)測(cè)2022年新能源汽車(chē)銷量670萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)90.3%。2023年中國(guó)新能源汽車(chē)900萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)35%。
一方面，隨著新能源車(chē)滲透率的提升，充電樁需求同比上升。另一方面，更低車(chē)裝比的發(fā)展趨勢(shì)，有利于充電樁釋放需求。
截至2022年9月，我國(guó)新能源汽車(chē)保有量達(dá)1149萬(wàn)輛，充電樁保有量達(dá)448.8萬(wàn)座，車(chē)樁比下降到至2.56∶1。不過(guò)，仍舊無(wú)法滿足市場(chǎng)充電需求，在政策和市場(chǎng)雙重驅(qū)動(dòng)下，充電樁產(chǎn)業(yè)鏈有望迎來(lái)加速發(fā)展。
天風(fēng)證券預(yù)測(cè)，中國(guó)市場(chǎng)空間2022年估計(jì)市場(chǎng)規(guī)模200億+，未來(lái)2-3年復(fù)合增速20%-40%之間。
（2）增量主要看海外
歐洲市場(chǎng)是僅次于中國(guó)的全球第二大充電樁市場(chǎng)，2021年歐洲公共充電樁全球市場(chǎng)份額約24.5%。當(dāng)前，歐洲充電樁的建設(shè)進(jìn)度慢于新能源車(chē)，據(jù)IEA統(tǒng)計(jì)，截至2021年歐洲新能源車(chē)保有量為550萬(wàn)輛，公共充電樁保有量為35.6萬(wàn)座，公共車(chē)樁比高達(dá)15:1。主要的充電樁存量也以慢充為主，占比為86%。
美國(guó)公共車(chē)樁比例與歐洲市場(chǎng)類似。據(jù)IEA統(tǒng)計(jì)，截至2021年美國(guó)新能源車(chē)保有量為200萬(wàn)輛，公共充電樁保有量為11.4萬(wàn)座（充電站3.6萬(wàn)座），公共車(chē)樁比達(dá)17:1。慢充占比略低于歐洲市場(chǎng)，約為81%。
歐美車(chē)樁比較高，無(wú)法匹配快速增長(zhǎng)的新能源車(chē)，未來(lái)有較大提升空間。天風(fēng)證券預(yù)測(cè)美國(guó)市場(chǎng)空間目前規(guī)模超30億，未來(lái)2年有望持續(xù)翻倍增長(zhǎng)，歐洲市場(chǎng)空間目前規(guī)模近30億，未來(lái)2-3年復(fù)合增速有望達(dá)60%+。
中泰證券測(cè)算中國(guó)及歐美充電樁市場(chǎng)規(guī)模有望從2022年402億元增長(zhǎng)至2025年1674億元，CAGR達(dá)60%，新增千億的市場(chǎng)空間。
價(jià)格上看海外交流樁單價(jià)在0.65-0.7元/W，直流樁單價(jià)在1.2-1.4元/W，是國(guó)內(nèi)的2-3倍價(jià)格，國(guó)內(nèi)企業(yè)出海將有較大的毛利和凈利提升空間。
海外充電樁市場(chǎng)與國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)充電樁的分類、認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)、消費(fèi)者偏好、收費(fèi)方式、利潤(rùn)讓渡等方面存在差異，國(guó)內(nèi)企業(yè)出海面臨著文化差異與產(chǎn)品認(rèn)證門(mén)檻，對(duì)企業(yè)海外市場(chǎng)的了解度要求較高。
因此，需要企業(yè)不單單具備技術(shù)硬實(shí)力，也要盡早布局海外市場(chǎng)，與海外廠商建立緊密的合作關(guān)系。只有軟硬實(shí)力結(jié)合能力較強(qiáng)的企業(yè)方能脫穎而出。
炬華科技(300360.SZ)，道通科技(688208.SH)、盛虹股份(300693.SZ)等已經(jīng)通過(guò)海外驗(yàn)證，開(kāi)始批量交貨。
國(guó)內(nèi)企業(yè)憑借中國(guó)制造優(yōu)勢(shì)，在毛利率方面顯著占優(yōu)，逐步發(fā)揮品牌效應(yīng)，加強(qiáng)渠道建設(shè)，有望迎來(lái)高速發(fā)展。
參考資料：
[1]英大證券《充電樁行業(yè)深度研究報(bào)告》
[2]華安證券《出海與快充邏輯加速演進(jìn)，把握充電樁上游元器件機(jī)會(huì)》
[3]天風(fēng)證券《交流樁重渠道品牌，直流樁看中國(guó)制造業(yè)紅利》
[4]艾瑞咨詢《中國(guó)公共充電樁行業(yè)研究報(bào)告2020年》
[5]能鏈智電《充電樁介紹》