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文 | 能鍊研究所
在汽車工業發展的百年曆史中，加油站書寫下了濃墨重彩的一筆。
随着福特大批量流水線生産汽車後，家庭汽車的神話得以實現，走向千家萬戶。
然而，當時汽車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内，由零售商對外售賣。車主加油時，則将汽油倒入油箱，這個過程需要三個人共同完成。
随着汽車數量大幅增長，原有的模式已經無法滿足需求，更加高效、便捷的加油方式成為了需求痛點。
1905 年，美國密蘇裡州聖路易斯的商人哈利 · 格倫納與克雷姆 · 雷辛格，資興辦了世界上最初的 " 聖路易斯汽車加油站 "，他們采用重力注油罐連通一根橡膠軟管給汽車加油，極大地方便了路過此地的駕駛員。
加油站為出行提供必要保障，對整個交通業的發展起到了至關重要的作用。
随着新能源車滲透率的不斷提升，加油服務同樣也在轉型，充電樁承擔了加油站的角色，市場對充電樁需求飛速提升。
可以說，充電樁是完成能源轉型，降低交通碳排，助力碳中和過程最後一環的 " 槍手 "。
01 慢充與快充
手持充電槍，對準接口，啟動按鍵，電能從電網端，經過變電箱，配電箱，接入到充電樁，電量源源不斷湧來。最終通過充電樁完成補充能量、降低碳排的任務。
資料來源：能鍊智電
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 ) 轉化為 DC ( 直流電 ) ）後才能進行充電。
因此，衍生出兩種主要的技術路徑：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，需要車載充電機進行變壓、整流後輸出直流電。交流充電樁隻提供電力輸出，沒有充電功能，需連接車載充電機為電動汽車充電。相當于隻是起了一個控制電源的作用。
由于車載充電機比較小，功率小，充電過程較慢。
以常用的 7KW 家用充電樁為例，根據充電量 ( W ) = 功率 ( P ) × 充電時間 ( t ) 公式，我們可以計算得出一輛 56KW 的新能源車充滿電時間大概需要 8 個小時。
因此，其應用于不需要快速充電的場景，如私人充電樁、地下車庫。
交流充電樁結構較為簡單，成本較低。主要由控制主闆、電能輸入輸出回路、充電連接器、人機交互單元等部件組成。主闆占成本接近 30%，其次為槍線及殼體，成本占比也分别為 30% 左右。主闆起到計量和保護功能，殼體提供支撐和人機交互，充電槍負責充電。
（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，将輸入的交流電轉化為充電所需的直流電，完成充電過程。
快充通過并聯的方式，直流充電樁功率更高，充電時間較短。比如，用 4 個 15KW 充電模塊并聯，達到 60KW 的功率。
根據公式：充電量 ( W ) = 功率 ( P ) × 充電時間 ( t ) ，以 60KW 功率的充電樁為例，56KW 新能源車充滿理論上差不多 1 個小時，而交流充電樁則需要 8 個小時。
因此，其應用于充電時間要求較高的場景，如出租車、公交車、物流車以及乘用車等公共充電樁。
快充無疑抓住了新能源車的需求痛點——充電慢的問題。如果能像燃油車一樣，花幾分鐘将車開進充電站完成補能，這種體驗與排隊等候、充電幾小時的實際情況判若雲泥。
各大車企均在努力提高充電功率縮短充電時間，提高快充站的利用率。
02 快充的問題及解決方案
（1）液冷設備至關重要
根據公式：功率 ( P ) = 電壓 ( U ) × 電流 ( I ) ，提升效率的技術路徑主要分為兩條，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）。
高壓快充将電動車平台由 400V 升級至 800V，可實現 400kW 超充，僅需 5 分鐘實現續航 200-300km，後續将向上演進到 1000-1500V。大電流快充支持 200kW 快充，需充電 10 分鐘實現續航 200-300km。
2021 年比亞迪、吉利 ( 00175.HK ) 、長城 ( 601633.SH ) 、小鵬（XPEV.US，09868.HK）、零跑（09863.HK）等相繼發布了 800V 高壓技術的布局規劃，理想（LI.US，02015.HK）、蔚來（09866.HK,NIO.US）等車企也在積極籌備相關技術。
不過，超充要求電纜需承受 400-600A 大電流。
電流越大，電線的發熱量也越大，需要快速散熱，否則安全便存在較大隐患。工信部指出：對于額定電壓為 750/1000/1500V 的直流充電接口，額定電流（持續最大工作電流）值為 200、250、300、400、500、600、800A，充電樁必須具備主動冷卻裝置。
在超級快充需求推動下，各企業紛紛投入液冷超充研究。國内開發出液冷超充技術的企業包括中航光電 ( 002179.SZ ) 、沃爾核材 ( 002130.SZ ) 、日豐股份 ( 002953.SZ ) 、巴斯巴等，國外企業主要包括菲尼克斯、灏訊、特斯拉等。
永貴電器 ( 300351.SZ ) 處于行業領先地位，其液冷超充槍已率先實現商業化量産，客戶包括吉利、華為、理想等。
（2）制約快充發展最核心的在于電網的負荷能力
據報道，北京電網用電負荷達到 2451 萬千瓦。假設未來快充普及，一個直流充電樁功率為 120KW，高峰期有 20 萬輛新能源車同時充電，總功率将達到 2400 萬千瓦，接近北京電網負荷。預計 2025 年，北京新能源車保有量将達到 200 萬輛。雖說有快充可以大量節約時間，可歸根道理，電網承受不住大量快充的需求。
現階段超充隻能作為應急輔助的充電方式。未來，虛拟電廠接入、V2G 技術、光儲充一體化等技術的發展将有效降低快充對電網的沖擊，有效擴容，增加電網的消納能力。
（3）成本也是阻礙快充發展的瓶頸之一
直流充電樁内部組成模塊比較多，體積比較大，其充電槍頭是九孔的。交流樁的模塊相對較少，體積比較小，其充電槍頭是 7 孔的。
成本上來看，以 60kw 直流充電樁為例，僅充電模塊一項，直流充電樁較交流高出 2 萬以上。
直流充電樁（以 60kW 為例）設備單價超過 4 萬元，相比之下，7KW 私人交流充電樁平均單價大約 1500 元。直流樁高昂的價格無疑阻礙了快充技術的滲透率。
不過，随着國内技術發展，充電功率逐步提升，通過規模效應促進充電模塊價格持續下降，大功率直流充成為主流模式更加具備經濟性和實用性。
03 充電樁産業鍊圖譜
充電樁産業鍊可以分為上遊：零部件和充電設備，中遊：建設運營商，下遊：應用市場。
其中，充電站建設中，主要成本來自充電樁硬件設備。具體拆分充電樁硬件設備，以常見功率 120kW 左右的直流充電樁為例，其設備構成包括充電模塊、配電濾波設備、監控計費設備、電池維護設備等。
（1）充電模塊 IGBT 是核心
充電模塊占比最高達 50%。其中，細分成本來看，功率器件（30%）、磁性元件（25%）、半導體 IC（10%）、電容（10%）、PCB（10%），其他如機箱風扇等占 15%。
這裡的功率器件指的是 IGBT（絕緣栅雙極型晶體管）。其工藝複雜，加工難度較高，目前主要依賴進口。以英飛淩、ABB、三菱、西門康、東芝、富士等海外企業為代表。
随着國内對 IGBT 的需求上升，我國企業加大資本投資力度，積極開展相關領域的研究，推進國産化替代。現階段，已經陸續形成 IDM 模式和代工模式的雙通道産業鍊，斯達半導等頭部企業已具備自主生産能力。
（2）充電樁競争較為激烈
除 IGBT 外，其它元器件設備基本可以實現國産化。主流充電樁制造商特銳德（300001.SZ）、許繼電氣 ( 000400.SZ ) 等均可生産功率模塊器件，對外采購斷路器、接觸器、電纜等标準化電氣附件後，完成一體化生産。
因此，充電設備本身的技術壁壘不高，産品不存在顯著技術差異，行業生态主要依賴政府扶持，在行業發展初期補貼收益較高。現階段，參與行業競争的企業數量衆多，規模參差不齊，競争激烈，導緻價格下降，毛利率持續下滑。
（3）充電樁運營以民營企業平台商為主、國企運營為輔
充電樁的投建和運營業務有重合部分，前期會産生大量資本開支，投資回收期長，對運營商資本壓力較大。
目前主流商業模式包括運營商主導模式、車企主導模式、第三方充電服務平台主導模式三種。其中，專業化運營商模式為主要的運營模式，該模式優點在于管理效率高，缺點在于收入來源較為單一，主要依賴于服務費。
車企主導模式主要适用于較為成熟的電動汽車企業當中，用于給車主提供更優質的充電體驗，該種模式對資金和用戶數量有較高要求，主要有車企自建樁與合作建樁兩種建設方案。
在第三方充電服務平台主導模式下，充電平台一般不直接參與充電樁的投資建設，多為輕資産運營。通過自身資源整合能力将各大運營商的充電樁接入自家 SaaS 平台，提供智能化管理，大數據服務。協助運營商 " 引流 " 并提供後續運維服務，盈利來源為運營商服務費分成及相關增值服務費。
目前充電樁運營商的盈利主要來源于服務費、電力差價和增值服務。其中，收取充電電費和服務費是大部分運營商的最基本盈利方式。
增值服務包括廣告保險、租賃、維修等服務，盈利狀況一般。充電樁運營商仍需拓展除充電業務以外的盈利方式，提升增值服務以增強用戶黏性以及提高客單價。
國内充電樁市場發展經曆多個階段，在經曆早期野蠻生長，資本跑馬圈地後競争越發激烈，行業标準設立後市場逐步出清。現階段，行業逐步趨于穩定，形成以民營企業平台商為主、國企運營為輔的局面。
截至 2022 年 9 月，特來電、星星充電、雲快充、國家電網四家運營商貢獻 63.7% 的市場份額。
04 充電樁新增千億市場
（1）國内充電樁增量穩步推進
中汽協預測 2022 年新能源汽車銷量 670 萬輛，同比增長 90.3%。2023 年中國新能源汽車 900 萬輛，同比增長 35%。
一方面，随着新能源車滲透率的提升，充電樁需求同比上升。另一方面，更低車裝比的發展趨勢，有利于充電樁釋放需求。
截至 2022 年 9 月，我國新能源汽車保有量達 1149 萬輛，充電樁保有量達 448.8 萬座，車樁比下降到至 2.56 ∶ 1。不過，仍舊無法滿足市場充電需求，在政策和市場雙重驅動下，充電樁産業鍊有望迎來加速發展。
天風證券預測，中國市場空間 2022 年估計市場規模 200 億 +，未來 2-3 年複合增速 20%-40% 之間。
（2）增量主要看海外
歐洲市場是僅次于中國的全球第二大充電樁市場，2021 年歐洲公共充電樁全球市場份額約 24.5%。當前，歐洲充電樁的建設進度慢于新能源車，據 IEA 統計，截至 2021 年歐洲新能源車保有量為 550 萬輛，公共充電樁保有量為 35.6 萬座，公共車樁比高達 15:1。主要的充電樁存量也以慢充為主，占比為 86%。
美國公共車樁比例與歐洲市場類似。據 IEA 統計，截至 2021 年美國新能源車保有量為 200 萬輛，公共充電樁保有量為 11.4 萬座（充電站 3.6 萬座），公共車樁比達 17:1。慢充占比略低于歐洲市場，約為 81%。
歐美車樁比較高，無法匹配快速增長的新能源車，未來有較大提升空間。天風證券預測美國市場空間目前規模超 30 億，未來 2 年有望持續翻倍增長，歐洲市場空間目前規模近 30 億，未來 2-3 年複合增速有望達 60%+。
中泰證券測算中國及歐美充電樁市場規模有望從 2022 年 402 億元增長至 2025 年 1674 億元，CAGR 達 60%，新增千億的市場空間。
價格上看海外交流樁單價在 0.65-0.7 元 /W，直流樁單價在 1.2-1.4 元 /W，是國内的 2-3 倍價格，國内企業出海将有較大的毛利和淨利提升空間。
海外充電樁市場與國内市場對充電樁的分類、認證标準、消費者偏好、收費方式、利潤讓渡等方面存在差異，國内企業出海面臨着文化差異與産品認證門檻，對企業海外市場的了解度要求較高。
因此，需要企業不單單具備技術硬實力，也要盡早布局海外市場，與海外廠商建立緊密的合作關系。隻有軟硬實力結合能力較強的企業方能脫穎而出。
炬華科技 ( 300360.SZ ) ，道通科技 ( 688208.SH ) 、盛虹股份 ( 300693.SZ ) 等已經通過海外驗證，開始批量交貨。
國内企業憑借中國制造優勢，在毛利率方面顯著占優，逐步發揮品牌效應，加強渠道建設，有望迎來高速發展。
參考資料：
[ 1 ] 英大證券《充電樁行業深度研究報告》
[ 2 ] 華安證券《出海與快充邏輯加速演進，把握充電樁上遊元器件機會》
[ 3 ] 天風證券《交流樁重渠道品牌，直流樁看中國制造業紅利》
[ 4 ] 艾瑞咨詢《中國公共充電樁行業研究報告 2020 年》
[ 5 ] 能鍊智電《充電樁介紹》
