充电桩:新基建重点方向,千亿市场将迎爆发

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充电基础设施建设是“新基建”的重点建设方向。新基建所覆盖的领域主要包括以下七项:5G基站、人工智能、工业互联网、大数据中心、特高压、充电桩以及城际高速和轨道交通。伴随新能源车近年的高速发展,充电桩作为新能源车产业链的重要环节,有望在“新基建”发力下加速发展。

同时国网对于充电桩的布局也在加码,2020重点工作任务中多次提到充电行业。重点工作任务中强调:“大力拓展专用车充电市场,积极推广智能有序充电,车联网平台接入充电桩100万个,覆盖80%以上市场和用户。

近日从国网电商平台获悉,国网电动 汽车 2020年第二次充电桩设备采购项目已开标。这是国网电动 汽车 有限公司今年第二次招标,此前一次招标为2020年建设施工框架采购项目。国网系统内部人士表示,由于此前充电桩行业存在无序建设的情况,建设和运营情况均不甚理想,今年国网公司下了非常大的决心去主导这一轮充电桩建设布局,下一阶段预计还将公布更多的计划。

伴随新能源 汽车 市场发展,充电桩市场快速增长。2014-2019年,中国充电桩数量经历了从3万个到121.9万个的爆发式增长,CAGR 110%;其中,直流充电桩占比约为16.2%,对应公共直流充电桩数量累计值达到28.3万个。

充电基础设施作为新能源 汽车 行业发展的重要基础,长期滞后必将阻碍新能源 汽车 行业的成长。在确认为新基建的重要组成部分后,充电桩的建设量将快速提升,目前车桩比约为6:1,按照发改委和交通部的规划,充电桩目前仍存在200万根左右的缺口。

充电桩建设的大规模重启,将成为新能源 汽车 市场进一步发展的重要基础,推动新能源 汽车 行业整体持续快速发展。

根据功能划分,充电桩产业链从建设到运营涉及充电设备制造商、充电建设运营商、以及整体解决方案商,国内充电产业链上的这几类从业者往往身份重合、同时涉足多个功能领域,一些硬件制造商目前也开始涉及建桩运营业务。其中,国电南瑞、许继集团、特锐德、奥特迅等设备制造商,以及比亚迪、特斯拉等电动 汽车 制造商是推动充电技术进步的主体。

2014年民间资本涌入充电桩行业后,尽管一些业务模式暂未为企业带来稳定的收入、或者停留在实验和理论探讨阶段,但未来得益于电动 汽车 的快速放量,这些带有互联网思维的经营理念最终有可能迎来爆发,从而拓展充电桩行业的盈利模式和空间。

目前,随着互联网企业、 科技 公司、初创公司、以及诸多 社会 资本的介入,我国的充电桩行业已经形成了国有、民营、混合所有制并存的产业格局。

在上一轮洗牌下剩下的运营商2019年开始加速充电桩建设。公共充电桩运营领域,特锐德、星星充电和国家电网市场份额位居行业前三。截止2019年10月,全国规模化运营厂商(充电桩保有量≥1000个)22家,占充电桩保有量99.5%。前三大分别为特来电、星星充电和国家电网,保有量33.3万个,占比69.6%,前十大保有量44.4万个,占比93.0%。其中特来电(特锐德子公司)是国内最大的充电桩运营公司,市占率领先于同行,公共桩占比29%。

根据充电桩设备收入来计算,目前市场份额占比较高的公司包括国电南瑞、特锐德、易事特、万马股份等,国网充电桩建设大规模开启后,头部企业将率先受益。

从区域上来看,充电桩保有量基本与新能源 汽车 的销量和保有量呈现正相关的关系。排名最靠前的省份是广东、江苏、北京等,保有量均在5万以上。

充电桩是为电动 汽车 充电的专用电力设备,由桩体、电气模块、计量模块等部分组成,一般具有电能计量、计费、通信、控制等功能。充电桩主要安装于公共建筑(公共楼宇、商场、公共停车场等)、居民小区停车场或充电站内,输入端与交流电网直接连接,输出端都装有充电插头用于为电动 汽车 充电。

按充电方式分,可分为直流桩和交流桩两类。交流桩:俗称慢充桩,需通过车载充电机为电动 汽车 充电,功率小,充电速度较慢,但成本低,多用于小区充电桩。直流桩:俗称快充桩,直接为电动 汽车 充电,功率大,充电速度快,但成本较高。

根据GGII数据,直流充电桩平成本为0.8元/W,以目前市场主流的60kW直流充电桩为例,其成本约5万元/个;其中,IGBT成本占比约为20%, 历史 充电桩统计中直流桩占比约为15%~18%,对应中国充电桩行业2019年市场规模约为10.5亿元;根据中国充电联盟预测值测算,预计2020年市场规模有望达到6.8亿元。

充电桩主要零部件包括充电模块、主控制器、绝级检测模块、智能电表、刷卡模块、通信模模块、空气开关、主继电器和辅助电源开关等。

充电模块门槛较高,参与充电桩制造的上市公司中,以配电、UPS、电源系统等制造商为主,这些产品的特点是都涉及到了交直流转换和电能质量的控制,这与直流充电模块的核心技术本质上是相同的。

充电模块制造商,实际上都具有直流充电桩制造的核心优势。各个企业之间产品的主要差距,在于充电模块的转换效率。目前转换效率主要为94%-97%,均处于较高水平。各个企业之间的技术水平稍有差距,但是总体上看差距不大。

充电桩也是对功率半导体增长的驱动力之一。根据英飞凌的统计,一个100kW的充电桩需要的功率器件价值量在200-300美元。目前 汽车 充电桩的核心功率模块有两种:一种是采用IGBT芯片;另一种为采用MOSFET芯片。

国家能源局在《电动 汽车 充电基础设施建设规划》草案中提出,到2020年国内充换电站数量将达到1.2万个,充电桩达到450万个。中国产业信息研究院数据预计到2020年国内充电桩功率器件市场规模有望超过35亿元。

充电桩高功率快充是趋势。当前慢充功率7kW/14kW,单价在千元级;快充30kW/60kW,单价在万元级;未来TeslaV2功率120KW,V3功率250KW。慢充体系更多由主机厂、4S店、运营场景资源等组成。普通快充存在运营壁垒,未来能提供智能解决方案的公司比例会提升。

超高功率快充有技术壁垒,目前全球掌握该技术的有特斯拉和onity,后者是保时捷、BBA等车企的供应商。

2019年,特斯拉已在全球建立1604座超级充电站,14081个超级充电桩,而2017年只有约800座超级充电站,5000多个充电桩,两年时间数量接近翻倍。中国地区,Tesla的充电网络已经覆盖了130多座城市,超充电桩数量已累计突破1700个,搭配超过2100个目的地充电桩。

受益于我国电动 汽车 充电桩规划、政府补助以及新能源 汽车 应用的快速增长,我国新能源 汽车 充电设施行业面临巨大的发展空间。随着新基建加速落地,充电桩的招标和建设主体回归国网,市场份额将进一步向头部企业集中。后续地也有望延续或加强前期充电桩补贴,充电桩行业景气度在政策扶持下正逐步提升。

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充电桩除湿,这些方法你都用过吗?

充电桩除湿器可解决充电桩凝露问题,近年来,全球能源危机和环境危机突显,国家大力倡导发展新能源汽车,电动汽车技术取得了显著的进步。电动汽车行业发展需要高效便捷、安全稳定的充电服务,充电设施正是新能源汽车发展的基石。国家的大力倡导,充电桩在我国大江南北如雨后春笋般拔地而起。

庞大的充电站分布区域广泛,在中原地带,因温差较小、湿度较低,产生凝露时间相对较少,但在沿海地带及西北区域因湿度较高或昼夜温差较大等问题,充电桩内更容易形成凝露。

凝露对充电桩设备主要有以下危害:1)凝露滴至内部金属件上,引起零件锈蚀;2)凝露滴至电气元件上,引起元件短路、爆炸等问题;3)电气元件长时间运行在高湿环境中,会缩短元件使用寿命;4)在潮湿环境中更易形成霉变等不良现象。

在充电桩设备运行过程中,上述任何一个问题都会引起较大的安全问题,缩短产品的运行寿命,因此必须解决湿度引起的凝露问题,确保设备运行在一个合理的湿度环境下。

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新能源汽车充电桩凝露产生原理

​空气主要由干空气、水汽、尘埃组成。通常湿度是指空气中水蒸气的含量,可以用相对湿度、绝对湿度、饱和湿度表示。饱和湿度是单位体积的空气在一定温度条件下所能包含的水汽量的最大限度;绝对湿度是一定体积的空气中水蒸气的质量,单位是g/m3;绝对湿度与饱和湿度的比值为相对湿度

饱和湿度与空气温度有关,温度越高,所含水分越多。30%~60%的相对湿度是对于一般电气设备比较适宜的。如果保持空气绝对湿度不变,降低空气温度,温度降低到一定值时空气中湿度会达到饱和,继续降温,空气中水分就会析出,这种有液态水析出的现象称为“凝露”。露点温度是含湿量和大气压力保持不变的前提下能使空气相对湿度达到100%的温度。

试验室条件下的凝露现象主要包括两种情况。一种是出现在升温阶段,升温过程中壳体表面温度低于环境温度,壳体外表面的空气遇到低于露点温度的产品表面时,水气会凝结在壳体外壁,形成凝露。

另一种是出现在降温阶段,外部环境先降温,所以壳体内壁比内部空气温度低,如果壳体内壁温度达到内部空气的露点温度,壳体内壁就会形成凝露。

通常我们要解决的凝露问题主要是第二种,避免内壁产生凝露影响内部电气元件性能。凝露是温度与湿度共同作用的结果,一般以下2种情况更容易产生凝露:1) 环境湿度高,气候温差大;2) 机柜底部电缆沟未封堵,电缆沟有水;

我国地域辽阔,气候差异巨大,在沿海环境湿度大,西北地区温差变化大,此类区域安装新能源充电桩一般更易产生凝露。

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新能源充电桩多种除湿方法对比

目前电气行业内处理湿气、凝露等问题的方法有在柜体内部加装电加热器、风机、除湿器等,有着各自的优缺点,下面赛普瑞就将几种除湿的方法进行分析对比。

1、加热除湿(湿度控制器+加热器)

加热器通过加热空气,增加空气含湿量,降低空气的相对湿度,利用加热后的空气密度较小,会上浮至上方,冷空气下降至下方,从而达到整个空间内部都充满热气体,空气加热后体积加大,会从出风口将空气排至外部。

实际上加热器不能够真正意义上除湿,只是对设备内部的空气加热,进而降低产品内部的相对湿度。空气中的湿度只是被过热蒸发,变成 “过热蒸汽”的形式,如果没有及时采取必要的措施,过热蒸汽被冷凝后,会迅速凝露对充电桩内元器件造成很大影响。

2、风机除湿

用风机,通过空气的对流与外界干燥的空气进行交换达到降低电气柜内湿度,环境湿度较大时不起作用,易造成造成尘土、污秽进入不能实现防潮目的

3、金属涂层防凝露

在金属表面涂覆硅胶干燥剂涂层后,当金属表面温度低于露点温度有水分析出时,首先被吸附到金属表面涂层中,吸附饱和后才会出现凝露。所以在金属表面涂覆硅胶涂层,在一定时间内可有效延缓凝露的产生,但并不能达到除湿的目的,且增加了加工和维护成本。

4、充电桩除湿器除湿

赛普瑞根据充电桩凝露的形成机制,专门研发了一款适用于充电桩除湿的充电桩除湿器,该充电桩除湿器是应用半导体热电元件在一定电压下产生冷热效应,局部制造凝露条件使壳体内潮湿空气凝结成水并直接排出壳体外部,从而降低壳体内部湿度,防止凝露产生,除湿效果显著。半导体充电桩除湿器由PN结、风机、排水管等组成,除湿过程基于热电制冷的原理,主要应用珀尔帖效应,通过N型和P型两种半导体将电能转化为热能。制冷模式下,直流电由N型半导体流至P型半导体,热电对中冷端的温度降低,并吸收环境中的热量。当电子经导体由P型半导体的低能端流至N 型半导体的高能端时,从环境中吸收热量,热量经电子传导至另一端,当电子反向流动时释放热量。多个热电对连接构成热电装置。

充电桩除湿器

充电桩除湿器安装

充电桩除湿器安装

充电桩除湿器可将空间内空气中的水蒸气,冷凝变成“液态水”,排放到设备外部,原有的空气湿度不会再恢复,能达到真正除湿的目的。

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总结

通过以上对新能源充电桩各除湿方法的比较分析,目前对充电桩除湿效果比较明显的方式是在充电桩内安装充电桩除湿器,该除湿器体积小,一体化设计,功率小,安装便捷。目前已经被很多充电桩厂家所应用,在解决充电桩凝露方面效果突出,得到用户的好评。


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