电源的“心脏”——充电模块

电子发烧友网报道（文/黄山明）在新能源汽车、储能及其他电池驱动设备的快速发展下，对于充电的高效、安全需求也越来越高，而充电模块就是负责将外部电源（如电网、太阳能板等）提供的电能转换为适合电池充电的形式的关键组件。
 
以充电桩为例，充电模块作为核心部件，类似于人体的心脏，它决定着充电桩的大部分成本、电能转换效率，以及充电速度和可靠性。而在储能系统中，充电模块可以将太阳能板、风力发电机等可再生能源产生的电能存储在电池中。
 
通常充电模块由几个主要部件组成，包括输入端（整流器、滤波器）、控制部分（MCU、驱动电路、传感器）、输出端（DC/DC转换器、变压器、滤波器）、保护电路（OVP、OCP、SCP、OTP）、通信接口（CAN总线）、用户界面（显示屏、指示灯）等。
 
目前市场中的主流充电桩充电模块包括40kW、30kW、20kW、15kW等类型。其中，30kW和40kW充电模块因其高功率、高效率的特点，逐渐成为市场主流。
 
从技术发展趋势来看，充电模块技术正不断向高功率密度、宽电压范围、高转换效率方向发展。例如，大功率化（如30kW及以上）以提高电动汽车的充电速度，实现双向充电功能，以及更宽的输出电压范围以适应各类新能源车型电池的需求。此外，液冷技术的应用也有助于解决大功率超充带来的热管理问题。
 
国产充电模块正快速发展
 
当前，充电模块市场目前处于高速增长期，随着新能源汽车、储能等市场的快速发展，充电模块作为充电桩的核心部件，其市场需求不断扩大。
 
据机构数据显示，2023年全球充电桩充电模块市场规模达到94.73亿元，预计到2030年将攀升至928.85亿元，年复合增长率高达39.58%
 
中国市场表现尤为抢眼，2023年市场规模为74.17亿元，全球占比78.30%，预计2030年将超越美国，跃升为全球最大市场，市场规模达634.38亿元，全球占比68.30%。并随着全球新能源汽车市场的扩张，海外市场对充电模块的需求也在快速增长。国内企业如英飞源、华为等已经开始布局海外市场，拓展国际业务。
 
同时，充电模块的单模块功率从最初的10kW、15kW逐步提升到20kW、30kW，目前40kW模块已成为主流。未来，更高功率的模块（如60kW、80kW）将逐渐普及。并且充电模块的输出电压范围从最初的500V提升到750V，再提升到1000V，以适应不同类型的电动汽车和储能系统。
 
从市场来看，充电模块具有较高的技术门槛，只有少数企业掌握了核心技术和生产工艺。随着市场容量的扩大，充电模块的价格竞争日益激烈。部分技术和服务跟不上的企业被淘汰或转型，市场集中度将进一步提高。
 
目前充电模块市场集中度已经比较高了，主要供应商包括英飞源、特来电、优优绿能、通合科技、永联等。其中，英飞源长期保持市场领先地位，市场占有率超过33%。
 
从发展趋势来看，随着800V高压平台车型的普及，大功率快充将成为主流，对充电模块的功率和效率提出更高要求。V2G和V2H等技术的的发展将推动双向充电模块的市场需求。
 
通过物联网、大数据和人工智能技术，实现充电模块的智能化管理和优化，提高运营效率。未来充电模块将更加注重环保，使用更多环保材料和可回收组件，适应全球对可持续发展的要求。
 
小结
 
充电模块作为新能源汽车和储能系统的关键组件，近年来在技术、市场和应用方面取得了显著进展。随着新能源汽车市场的持续增长和储能技术的不断进步，充电模块将迎来更广阔的发展空间。