構建新型能源體系，充電樁市場將迎來高增長

   能源是人類生存和發(fā)展的重要物質基礎，能源轉型則是當今國際社會關注的焦點問題，隨著全球對環(huán)境保護意識的增強和能源危機的擔憂，新能源市場的需求正在快速增長。

　　當前全球汽車產業(yè)電動化正在深度推進，在新能源革命浪潮下，新能源汽車產業(yè)成為各國重點發(fā)力方向。隨著新能源汽車技術的日趨成熟，充電基礎設施快速發(fā)展。近年來，我國已建成世界上數量最多、服務范圍最廣、品種類型最全的充電基礎設施體系。目前按照1公樁=3個私樁的測算，中國2023年增量市場的純電動車的車樁比已經1：1，領先世界其它國家數倍水平。在需求和技術的驅動下，充電樁的平均功率也發(fā)生了持續(xù)性提升。

根據EEPW整理的數據，美國公共充電站中，數量最多的是2級充電樁，共有140,387根，這些充電樁需要連接240伏的電壓，提供6至19千瓦的電力，根據不同汽車電池容量不同，充電時間為4至10個小時。相比之下，DC直流快速充電樁數量為43,166根，提供數百千瓦的電力，充電時間更短。

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      充電模塊

充電模塊，也叫功率模塊，是充電樁的“心臟”，占充電樁硬件成本的約50%，而硬件成本又占了總成本的90%；

       充電模塊在直流充電樁中起到將交流電轉換為直流電的作用，關系充電樁整體性能與充電安全。其中芯片、功率器件、電容、磁元件、PCB等部分是充電樁的核心組成部件。

       首先，充電模塊的轉換效率是衡量其性能的重要指標之一。高效的充電模塊可以在轉換過程中減少能量損失，提高充電效率，從而縮短充電時間，提升用戶體驗。

       其次，充電模塊的穩(wěn)定性也是至關重要的。在充電過程中，充電模塊需要承受各種復雜的工況和環(huán)境條件，如高溫、低溫、潮濕等。因此，充電模塊必須具備優(yōu)異的穩(wěn)定性和可靠性，以確保充電樁能夠長期穩(wěn)定運行。

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根據之前很多網站的充電槍拆解中，EEPW獲取到了以下MCU芯片被眾多新能源汽車充電槍采用，匯總成下表所示。

意法半導體STM

ST意法半導體STM8S是一顆8位MCU，頻率為16 MHz，內置32Kb Flash以及128字節(jié)EEPROM、SPI接口、I2C接口、10位ADC，芯片還集成內部時鐘振蕩器、看門狗和掉電復位等多種功能，提供LQFP48以及LQFP32兩種封裝形式。

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兆易創(chuàng)新GD32F

兆易創(chuàng)新這款MCU內置32位Cortex-M3內核，采用LQFP48封裝，主頻48MHz，運行頻率最高可達108MHz，具備64K FLASH和8K SRAM，提供高達3個12-bit 1MSPS ADC和10個通用型16-bit定時器，1個PWM高級定時器，以及配備標準型和高級通信接口。

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作為新能源汽車的重要配套設施，近年來充電樁也在國家政策以及新能源汽車快充需求推動下持續(xù)發(fā)展，大功率充電樁逐步開始鋪開。

       EEPW認為，SiC相比傳統(tǒng)硅基功率半導體，在大功率、高電壓的應用場景中具有很大的優(yōu)勢，因此充電樁一直以來都是SiC行業(yè)的重要目標市場之一。

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       充電樁所需的電容是指充電樁內部的電容器，用于儲存電能。在電動汽車充電過程中，充電樁需要將交流電轉換為直流電，然后通過電容器進行儲能，最后再將直流電轉換為交流電供給電動汽車使用。因此，電容是充電樁中不可或缺的重要組成部分。

充電樁所需的電容通常采用高壓電容器或超級電容器。高壓電容器具有較高的耐壓能力和較大的儲能量，適用于大功率充電樁;而超級電容器則具有更快的充放電速度和更長的使用壽命，適用于小型充電樁。在選擇電容時，需要考慮充電樁的功率、電壓、電流等參數以及工作環(huán)境等因素。一般來說，電容的額定電壓應該高于充電樁的最大輸出電壓，以保證安全運行;電容的額定電流應該大于充電樁的最大輸出電流，以保證充電效率和穩(wěn)定性。

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      充電樁中的磁性元件主要包括變壓器和電感器，它們在充電樁的電能轉換過程中起著關鍵的作用。變壓器負責將電網的高電壓轉換為適合電動汽車接受的低電壓，而電感器則是在電路中儲存和釋放能量，確保充電過程的穩(wěn)定和安全。

     磁性元件材料的種類和特性

硅鋼片：硅鋼片是充電樁磁性元件的主要材料之一，其具有高磁導率和低鐵損的特性，能有效降低磁性元件的能耗。

       坡莫合金：坡莫合金具有高磁導率和低矯頑力，能在低磁場下實現良好的磁性能，適用于制作高靈敏度的磁性元件。

       非晶態(tài)合金：非晶態(tài)合金具有優(yōu)異的磁性能和耐腐蝕性，能在高溫下保持穩(wěn)定的磁性能，適用于制作高溫環(huán)境下的磁性元件。

純電動汽車在很多國家之所以推廣困難，很大原因是因為充電基礎設施建設不足。而充電基礎設施建設不能只依靠居民自己，公共充電樁必須有國家支持。目前全球范圍內，中國和美國是全世界公共充電樁建設最多的國家。

目前美國可用的公共充樁口已超過18.3萬個。這僅在過去3個月內就增加了1.3萬個以上。特別是與3年前的2021年1月相比，這個數字幾乎翻了一番。

        充電網不是一個簡單的充電樁累加，而是滿足未來電動汽車大規(guī)模發(fā)展所需要的不同充電場景、不同充電客戶、不同充電時間、不同充電功率的一張基礎設施網絡。單純充電樁的運營“電費+服務費”的模式沒辦法產生能源、數據和流量等生態(tài)價值；充電行業(yè)想要實現可持續(xù)發(fā)展，必然要按照充電網的技術路線走，通過對場地、車與電池、能源、客戶、數據等要素進行精細化運營，不斷拓展多樣化的增值業(yè)務模式。