充电桩进一步扩大规模和布局的过程中还存在若干痛点
“中国充电联盟”近期披露了2022年10月全国电动汽车充换电基础设施运行情况。10月公共充电桩同比增长58.1%，环比增加4.4万台。广东、江苏、上海、浙江、北京位列前五。
在13日召开的2022电子开发者技术大会上，车载半导体企业德州仪器中国区技术支持总监师英告诉记者，他们正围绕“光、储、充、放、减”五个维度布局新能源充电桩。
尽管新能源充电桩在技术方面已经成熟，落地实践已经开始推广，但是师英表示，在充电桩进一步扩大规模和布局的过程中还存在若干痛点。
智能汽车带火充电桩
伴随着新能源汽车渗透率的提升和一系列“新基建”、“稳增长”政策的出台，充电桩产业进入快速发展期并喊出了万亿市场规模的预期。2017年至2022年5月，中国汽车智能充电领域共披露25起投融资事件，金额达18.1亿元。截至今年10月，“中国充电联盟”内成员单位总计上报公共充电桩168.0万座，从2021年11月到2022年10月，月均新增公共充电桩约5.1万座。
从充电设备的类型来看，目前的充电基础设施有交流充电桩、直流充电桩、交直流一体桩以及无线充电桩。其中，前两者为市场主流的两种类型。在功率方面，直流充电桩充因电时间短成为市场较为青睐的产品，其平均功率在100－120kW。
根据市场统计数据，全球商用直流充电设备单桩均价在10－15万元之间。不过，大功率直流充电桩的单桩价格能达到60－70万元。根据头豹研究院的预测，预计2026年，新能源充电桩的市场规模将达到784.4亿元。目前，产业链上游组成部件中以充电模块和锂离子电池为核心。产业链中游的运营商竞争者众多，行业竞争日益激烈，而下游方面随着新能源汽车销量逐年上升，市场需求旺盛。
师英告诉记者，目前国内新能源车和充电桩的比例约为2:1，充电桩的建设还跟不上新能源汽车的发展，对于新能源车的长途出行，用户还存在普遍的“里程焦虑”。“除了数量问题之外，随着新能源汽车越来越多，这些车开始接入电网充电时，对现有的电网建设提出了更高的要求，电网负载的变化也是非常复杂和巨大。“他说。
新技术助推降本增效
师英表示，未来充电桩的运营方向必定朝着成本降低、效率提升的方向前进，而在这个过程中，人工智能、边缘计算、5G等新技术可以有所助力，帮助充电桩进行自动化维护。
“我们可以利用边缘计算和人工智能技术，让充电桩接入到泛在的物联网中和电网融合为一体。在这样的情况下，在新能源汽车充电时，充电桩可以利用大数据和人工智能分析它对于电网负荷的影响，智能调控。同时它可以本身完成自动化的维护，降低成本。” 他说。
而另一方面，德州仪器看好并正在积极探索V2G（车辆到电网）模式。V2G是新能源汽车用户可以获利的另一种商业模式，即新能源汽车参与电网实时调控与调峰辅助服务，通过向电网售电的方式获得额外收益。换句话说，新能源汽车不再单向接受电网的电能输送，而是作为“移动充电宝”使用，在低电价时给车辆充电，在高电价时将新能源汽车的电量出售给电网。
“在未来V2G发展到一定的程度之后，新能源汽车本身就是一个体量庞大的储能载体，当5G和物联网发展到一定程度的时候，充电桩本身就可以接入网络，实现充放电的一体化。”在师英看来，5G和物联网，这些是实现V2G的一个必要的途径。
针对于目前德州仪器正在布局的技术，师英介绍说，德州仪器正在推动智能充电桩和新能源本身紧密结合。他表示，除了充电之外，充电桩还负载了光伏转换和储能的功能。对于平衡电网的负载以及新能源的再生采集利用来说，充电桩负担了新的使命。
“对于下一代充电桩来说，我想基本的技术要素都是成熟的，只是说怎样把它作为完整的系统接入到新能源再生能源网络里，这可能需要上下游的合作伙伴一起去不断探索。“师英说。
车芯公司的新生意
近年来，头部汽车半导体厂商开始进军智能充电桩上游市场并提供整体解决方案。目前意法半导体、德州仪器、英飞凌等企业都已纷纷推出各自的直流充电站解决方案并积极布局。不过从产品角度来看，各家厂商更多是推出智能充电桩的模块器件。
今年年初意大利公司alpitronic宣布推出50 kW直流充电桩HYC50，采用英飞凌的EasyPACK CoolSiC MOSFET 1B和2B模块以及EiceDRIVER X3驱动器。今年九月意法半导体发布了两款采用主流配置的内置1200V 碳化硅(SiC)MOSFET的STPOWER电源模块。据了解，在智能充电桩领域，德州仪器提供包括从核心的数字控制器到周边模拟的驱动以及模拟采样的解决方案。在直流充电桩的主控部分，德州仪器C2000微控制器在市面上应用较为广泛。
分析人士告诉记者，汽车半导体厂商积极布局新能源汽车充电桩存在着多方面的考量。一方面是看重利润，而另一方面，车芯厂家可以通过布局充电桩及时把握市场痛点，直接在车芯设计时做出调整。
据了解，充电桩组成部件包括充电模块、有源滤波设备、监控计费设备、电池维护设备等，其中最核心的是充电模块，成本占比达到50%。而真正影响充电模块性能的核心电子元器件是IGBT，该器件在在充电模块中的成本占比达到20%以上。一般一台交流充电桩平均成本5,000元，直流充电桩的成本平均8万元。
根据中商产业研究院公布的数据，在充电桩的电源管理芯片市场领域，市场参与者主要包含德州仪器、亚德诺、英飞凌、罗姆、微芯、日立等，市场份额占比分别为17%、12%、10%、8%、7%、7%。
据师英介绍，德州仪器正在积极推进12英寸晶原厂的投资。
