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施的發(fā)展。
最近，芯八哥“走進產業(yè)鏈”欄目記者采訪了國內領先的IGBT充電集企業(yè)安和威董事常務副總黃大強，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。
單套充電集產品賣50-100萬！已打入國網、南網等核心客戶的供應鏈體系
據了解，安和威成立于1998年，是全球領先的能源交換網絡解決方案提供商。公司專注于數(shù)字能源領域，在智慧園區(qū)、智能電網、充電樁配套設施、儲能系統(tǒng)等領域構筑了端到端的智慧能源產品、解決方案和服務。截止目前，公司已經和國網、南網、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，在1998-2014年，公司以傳統(tǒng)的電力業(yè)務為主，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‘能源交換網絡解決方案提供商’，因為新能汽車充電從本質來講，其實也是一種能源交互。 黃大強介紹道。具體來看，在傳統(tǒng)電力工程領域，安和威擁有長期的電網建設和服務經驗，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品，并且具備輸變電站及線路的施工資質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)質的電氣專業(yè)安裝服務。 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、國網為主的電力工程；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充電領域，經過多年的發(fā)展，目前安和威已經形成了IGBT超級充電集、IGBT變充一體集兩大系列具有自主知識產權的 IGBT充電集產品，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)內推出了300kW、360kW、480kW、600kW等多個系列的大功率超級充電集產品。 從大的框架來看，超級充電集的設計分成了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充電模塊和開關矩陣組成，用戶可以根據具體需求配備5/6/8/10終端，功率可以60kW/120kW/180kW輸出可調，具有自適應性、影響小、電耗低、拓展好的特點。 該系列產品通過靈活可調的電力輸出，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，根據充電忙閑，各個充電終端以60\120\180kW 三個功率等級靈活調度，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，一路走來安和威已經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區(qū)充電站、天津津門湖新能源綜合服務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等系列產品，采用10KV接入，只需高壓開關柜、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、高經濟性、高轉換率、高擴展性等優(yōu)勢。 黃大強指出：該系列產品通過高壓直降，無需低壓開關柜，與配電設備可以高度集成；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；更高轉換率則呈現(xiàn)為含變壓器系統(tǒng)轉換效率超95%，比箱變+充電機系統(tǒng)轉換效率提高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)設備，因此還具備分布式電源的擴展性。憑借產品較強的市場競爭力，我們已經陸續(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，該項目核心設備是安和威生產的兩臺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，整站轉換效率96%以上。此外，每套設備終端支持60kw~180kw柔性智能調配，占地面積比傳統(tǒng)設備減少30%，可接入10kV與新型光、儲、充一體化建設，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品系列，從這兩大系列產品出發(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，便捷接入本地風光能源，能夠讓清潔能源就地、就近消納；移動充電集適應高海拔設計，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。 黃大強強調道，一套充電集設備由高壓柜、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，一套設備產值約50萬—100萬元，所以說IGBT充電集業(yè)務收入去年大概是1億左右，從今年上半年的情況來看，預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，驅動著充電配套行業(yè)快速發(fā)展。 根據國際能源署（IEA）的數(shù)據顯示，2016年至2022年，全球公共充電樁建設規(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，年均復合增長率達52.24%；根據其預測，未來這一數(shù)據將繼續(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，充電基礎設施建設進入高速發(fā)展階段。根據充電聯(lián)盟的數(shù)據顯示，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)據來源: 充電聯(lián)盟、iFinD 業(yè)內周知，車樁比是衡量充電樁建設程度的關鍵指標。2015年，發(fā)改委、工信部等部委發(fā)布的《電動汽車充電基礎設施發(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，可以預見未來充電配套行業(yè)增長潛力巨大。 數(shù)據來源: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的理解和充電樁的技術進行有機整合，進一步延伸到充電樁領域，并通過給客戶提供一站式的服務，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大系列產品，在大功率輸送的時候它比市場上其他類型的產品轉換效率更高，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方面，已經處于行業(yè)領先地位，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，另外一個需要時間，因為你即使有非常好的技術，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：國內生產充電樁的企業(yè)很多，但技術路線大部分都是基于MOSFET芯片為主。利用IGBT芯片技術且產品通過國家權威檢測機構認證的,目前只有安和威等少數(shù)幾家，而安和威可以說是IGBT充電樁里面技術最好的公司之一。從技術發(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)功率按需調配，大功率IGBT快充技術將是未來充電發(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、導通損耗小、開關速度快等優(yōu)勢，但目前導入成本過高，從經濟性以及穩(wěn)定性來講，它離大規(guī)模商業(yè)化應用還是有一定的距離。 安和威產品核心技術 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突破后，業(yè)內才逐漸有大功率快充產品的落地。經過這幾年的市場推廣，目前超級充電已經逐漸得到業(yè)內的廣泛認可，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，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’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‘電能交換網絡’的建設，成為國內領先的充電設備制造商。
