每套最高賣100萬元！火爆的IGBT充電集
在全球碳達峰、碳中和的背景下，近年來新能源汽車行業(yè)快速增長，并且?guī)恿顺潆姌兜缺姸嗯涮自O(shè)施的發(fā)展。
最近，芯八哥“走進產(chǎn)業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內(nèi)領(lǐng)先的IGBT充電集企業(yè)安和威董事常務(wù)副總黃大強，探討在充電樁配套行業(yè)景氣度高企的背景下，當前安和威企業(yè)的發(fā)展情況以及對行業(yè)未來發(fā)展的展望。
單套充電集產(chǎn)品賣50-100萬！已打入國網(wǎng)、南網(wǎng)等核心客戶的供應(yīng)鏈體系
據(jù)了解，安和威成立于1998年，是全球領(lǐng)先的能源交換網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商。公司專注于數(shù)字能源領(lǐng)域，在智慧園區(qū)、智能電網(wǎng)、充電樁配套設(shè)施、儲能系統(tǒng)等領(lǐng)域構(gòu)筑了端到端的智慧能源產(chǎn)品、解決方案和服務(wù)。截止目前，公司已經(jīng)和國網(wǎng)、南網(wǎng)、華為、中興、移動、聯(lián)通、深圳機場等眾多知名企業(yè)達成合作，在2022年銷售額已經(jīng)超過1.5億元。 安和威部分客戶 資料來源：安和威
安和威目前主要擁有兩大業(yè)務(wù)，在1998-2014年，公司以傳統(tǒng)的電力業(yè)務(wù)為主，除了承做220KV伏及以下的工程外，我們也做一些比如說箱變、高低壓柜等配套的電力產(chǎn)品以配合工程的落地；從2015年開始，公司借新能源汽車充電作為切入口，進入新能源行業(yè)。我們給自己的定位是‘能源交換網(wǎng)絡(luò)解決方案提供商’，因為新能汽車充電從本質(zhì)來講，其實也是一種能源交互。 黃大強介紹道。具體來看，在傳統(tǒng)電力工程領(lǐng)域，安和威擁有長期的電網(wǎng)建設(shè)和服務(wù)經(jīng)驗，可以向客戶提供動力配電柜、低壓配電柜、電容補償柜、照明配電箱等電力產(chǎn)品，并且具備輸變電站及線路的施工資質(zhì)以及極強的資源整合項目落地的實力，能夠為用戶提供優(yōu)質(zhì)的電氣專業(yè)安裝服務(wù)。 安和威電力工程成功案例 資料來源：安和威
黃大強表示：我們電力項目主要可以分為三類，一類是以南網(wǎng)、國網(wǎng)為主的電力工程；第二個就是政府的項目工程；第三個是以民營的上市公司為主的工程。包括深圳機場、深圳會展中心、深圳市民中心、深圳地鐵的3/6/9號線、大洋電機的工業(yè)園等，都是我們有參與的比較大型的電力工程項目。
而在IGBT充電領(lǐng)域，經(jīng)過多年的發(fā)展，目前安和威已經(jīng)形成了IGBT超級充電集、IGBT變充一體集兩大系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的 IGBT充電集產(chǎn)品，可以滿足多種場景及各種類型的車輛實現(xiàn)快速補能的需求。 其中，IGBT超級充電集方面，隨著新能源汽車的技術(shù)發(fā)展，動力電池容量和充電倍率得到有效提升，為匹配快充需求，直流充電樁的輸出功率也朝著更大方向發(fā)展。安和威很早以前就看到了充電樁大功率的發(fā)展趨勢，并且率先在業(yè)內(nèi)推出了300kW、360kW、480kW、600kW等多個系列的大功率超級充電集產(chǎn)品。 從大的框架來看，超級充電集的設(shè)計分成了2大部分，分別是前端配備集中式/分體式AC/DC（空間矢量控制型功率變換裝置），整流出800VDC，和后端由多個60kW DC/DC IGBT充電模塊和開關(guān)矩陣組成，用戶可以根據(jù)具體需求配備5/6/8/10終端，功率可以60kW/120kW/180kW輸出可調(diào)，具有自適應(yīng)性、影響小、電耗低、拓展好的特點。 該系列產(chǎn)品通過靈活可調(diào)的電力輸出，具有非常高的成本優(yōu)勢，可以幫客戶節(jié)省電力投資三分之一以上的金額。比如20個120kW充電車位的一體機需要電力容量大于2400kVA，利用群控并充IGBT充電集，根據(jù)充電忙閑，各個充電終端以60\120\180kW 三個功率等級靈活調(diào)度，只需電力容量1600kVA左右，就可實現(xiàn)同樣充電車位的充電需求，節(jié)省約800kVA電力設(shè)備的投資。此外，由于充電集主機可置于箱變附近，可以節(jié)省箱變至充電樁三分之二的電纜費用。這樣綜合下來，充電樁的整體利用率和經(jīng)營效益都會有非常大的提升。 黃大強說。從2015年智能雙向大功率IGBT充電機的研發(fā)，到2018年國家電網(wǎng)開始批量采購安和威的超級充電集在北京、長沙、張家口、廈門等多個城市使用，再到2020年公司IGBT超級充電集成為全國“政協(xié)、人大”兩會專用充電站充電服務(wù)，一路走來安和威已經(jīng)積累了北京冬奧會新能源公交專用充電站場、京港澳高速昭山服務(wù)區(qū)充電站、天津津門湖新能源綜合服務(wù)中心充電站等眾多的成功案例，并且得到了客戶的高度認可。 北京冬奧會新能源公交專用充電站場 資料來源：安和威
IGBT變充一體集方面，公司擁有480kW、720kW、1080 kW等系列產(chǎn)品，采用10KV接入，只需高壓開關(guān)柜、降壓單元、IGBT變換單元(主機)就可以進行優(yōu)化配電，具有高集成度、高可靠性、高經(jīng)濟性、高轉(zhuǎn)換率、高擴展性等優(yōu)勢。 黃大強指出：該系列產(chǎn)品通過高壓直降，無需低壓開關(guān)柜，與配電設(shè)備可以高度集成；高可靠性則表現(xiàn)在比傳統(tǒng)充電機可靠性更高，壽命10年以上，核心部件（模塊）維護率幾乎為零；更高轉(zhuǎn)換率則呈現(xiàn)為含變壓器系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率超95%，比箱變+充電機系統(tǒng)轉(zhuǎn)換效率提高5%；而由于搭載雙向可逆IGBT模塊，可掛接光伏、儲能等直流系統(tǒng)設(shè)備，因此還具備分布式電源的擴展性。憑借產(chǎn)品較強的市場競爭力，我們已經(jīng)陸續(xù)拿下了陜西咸陽機場充電站、長沙雀園路充電站、天津濱海（于家堡）雙碳創(chuàng)新充電站等多個項目。 陜西咸陽機場充電站場 資料來源：安和威
以最新落地的天津濱海（于家堡）雙碳創(chuàng)新充電站項目為例，該項目核心設(shè)備是安和威生產(chǎn)的兩臺1080kW IGBT 變充一體集，具有18個雙槍快充終端，采用的是共直流母線技術(shù)，整站轉(zhuǎn)換效率96%以上。此外，每套設(shè)備終端支持60kw~180kw柔性智能調(diào)配，占地面積比傳統(tǒng)設(shè)備減少30%，可接入10kV與新型光、儲、充一體化建設(shè)，可以滿足市場的多樣化需求。 超沖、變充算是安和威兩大主打產(chǎn)品系列，從這兩大系列產(chǎn)品出發(fā)我們也逐漸衍生出了光儲充一體集、移動充電集以及充換電站等系列產(chǎn)品。其中，光儲充一體集以超級充電集為中心，整合利用V2G、V2L、直流母線等技術(shù)，便捷接入本地風光能源，能夠讓清潔能源就地、就近消納；移動充電集適應(yīng)高海拔設(shè)計，可在海拔5500米下滿功率運行；而充換電站特別適用于可換電池重卡、礦卡等場景。 黃大強強調(diào)道，一套充電集設(shè)備由高壓柜、高壓整流變壓器、充電集主機和充電樁等組成，去年我們充電集的出貨超過100多套，一套設(shè)備產(chǎn)值約50萬—100萬元，所以說IGBT充電集業(yè)務(wù)收入去年大概是1億左右，從今年上半年的情況來看，預(yù)計銷量要比去年要更好。
新能源充電配套行業(yè)快速發(fā)展，IGBT技術(shù)路線優(yōu)勢明顯
近年來，隨著全球新能源汽車銷量以及滲透率的持續(xù)攀升，驅(qū)動著充電配套行業(yè)快速發(fā)展。 根據(jù)國際能源署（IEA）的數(shù)據(jù)顯示，2016年至2022年，全球公共充電樁建設(shè)規(guī)模持續(xù)上升，公共快充充電樁數(shù)量由2016年末的7.20萬臺增長至2022年末的89.63萬臺，年均復(fù)合增長率達52.24%；根據(jù)其預(yù)測，未來這一數(shù)據(jù)將繼續(xù)保持高速增長趨勢，到2025年全球公共快充充電樁數(shù)量將達240萬臺。 中國市場方面，在新能源汽車銷量、保有量持續(xù)增加以及國家政策扶持的背景下，充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)進入高速發(fā)展階段。根據(jù)充電聯(lián)盟的數(shù)據(jù)顯示，中國大陸充電樁保有量從2017年末的44.57萬臺增長至2022年末的520.96萬臺，年均復(fù)合增長率達63.51%；其中公共直流充電樁（快充）從2018年末的10.94萬臺增長至2022年末的76.10萬臺，實現(xiàn)大幅增長。 數(shù)據(jù)來源: 充電聯(lián)盟、iFinD 業(yè)內(nèi)周知，車樁比是衡量充電樁建設(shè)程度的關(guān)鍵指標。2015年，發(fā)改委、工信部等部委發(fā)布的《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南（2015-2020年）》中提出了到2020年我國車樁比達到1:1的戰(zhàn)略目標。截至2022年末，中國大陸新能源汽車保有量為1,310.00萬輛，公共充電樁和私人充電樁合計保有量為520.91萬臺，車樁比從2017年末的3.43:1下降至2022年末的2.51:1，可以預(yù)見未來充電配套行業(yè)增長潛力巨大。 數(shù)據(jù)來源:工信部、中國充電聯(lián)盟 面向千億級的巨大市場需求，已經(jīng)有ABB、BTC POWER、Daeyoung、萬幫數(shù)字、盛弘股份、玖行能源、科陸電子、中恒電氣、科士達、萬馬股份等企業(yè)紛紛參與充電配套行業(yè)當中。 在談及公司的競爭優(yōu)勢時，黃大強指出：第一，我們是做電力工程起家的，所謂的充電站其實嚴格意義上來講它都是屬于電力項目，那么我們可以將我們對電網(wǎng)的理解和充電樁的技術(shù)進行有機整合，進一步延伸到充電樁領(lǐng)域，并通過給客戶提供一站式的服務(wù)，能在很大程度上幫客戶節(jié)省成本；第二，我們以共直流母線為依托形成的5大系列產(chǎn)品，在大功率輸送的時候它比市場上其他類型的產(chǎn)品轉(zhuǎn)換效率更高，具有更好更快更穩(wěn)定的優(yōu)勢；第三，目前我們在大功率充電技術(shù)方面，已經(jīng)處于行業(yè)領(lǐng)先地位，并且參與了非常多的國家充電標準的制定，后來者想要追趕一個是需要人才和技術(shù)，另外一個需要時間，因為你即使有非常好的技術(shù)，從研發(fā)到落地它都有一個非常漫長的驗證過程。 共交流母線光儲充一體站VS共直流母線光儲充一體站比較情況 資料來源：安和威 從技術(shù)路線來看，充電樁核心功率器件目前主要以高壓MOSFET、IGBT為主。不過，隨著碳化硅的興起，業(yè)內(nèi)已有不少聲音提出碳化硅模塊將會在未來取代IGBT模塊。 對于核心器件的使用選擇及發(fā)展趨勢，黃大強表示：國內(nèi)生產(chǎn)充電樁的企業(yè)很多，但技術(shù)路線大部分都是基于MOSFET芯片為主。利用IGBT芯片技術(shù)且產(chǎn)品通過國家權(quán)威檢測機構(gòu)認證的,目前只有安和威等少數(shù)幾家，而安和威可以說是IGBT充電樁里面技術(shù)最好的公司之一。從技術(shù)發(fā)展趨勢來看，毫無疑問，大功率快速充電都將是未來發(fā)展的必然趨勢，但傳統(tǒng)MOSFET功率較小，要想要實現(xiàn)大功率充電，則需要多個MOSFET模塊并聯(lián)來實現(xiàn)。而IGBT模塊比MOSFET模塊轉(zhuǎn)換效率高3-4%，壽命長2-3倍，不需模塊疊加就可以實現(xiàn)功率按需調(diào)配，大功率IGBT快充技術(shù)將是未來充電發(fā)展的一種趨勢。至于碳化硅，雖然在材料上具有耐高壓、耐高溫、導(dǎo)通損耗小、開關(guān)速度快等優(yōu)勢，但目前導(dǎo)入成本過高，從經(jīng)濟性以及穩(wěn)定性來講，它離大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還是有一定的距離。 安和威產(chǎn)品核心技術(shù) 資料來源：安和威
值得注意的是，雖然快充之前炒的很火，但其實直到2020年左右基于汽車電池的技術(shù)突破后，業(yè)內(nèi)才逐漸有大功率快充產(chǎn)品的落地。經(jīng)過這幾年的市場推廣，目前超級充電已經(jīng)逐漸得到業(yè)內(nèi)的廣泛認可，包括特斯拉、比亞迪、廣汽埃安、東風嵐圖、小鵬、極狐等主流廠商都推出了相應(yīng)的高電壓快充純電車型，并帶動了超級快充發(fā)展的熱潮。 展望未來，黃大強指出：能源互聯(lián)網(wǎng)，是未來20年里面最大的一門生意，因為你可以不去旅游，你可以不開車，但是你無論是開燈還是煮飯，你都要用電，所以說這個市場是極其巨大的。新能源車它真正的革命不是革汽車的命，而是革能源的命，包括特斯拉、蔚小理都是通過造車這個形式，改變了整個能源的格局。我們從2015年開始進入新能源行業(yè)，并在2017年就提出基于充電樁為支點的‘能源互聯(lián)網(wǎng)’發(fā)展目標，截止目前整個新能源行業(yè)的發(fā)展前景已經(jīng)非常明確，未來我們希望通過基于共直流母線能源站的‘電能交換網(wǎng)絡(luò)’的建設(shè)，成為國內(nèi)領(lǐng)先的充電設(shè)備制造商。
