新能源汽車小三電發(fā)展趨勢——集成化、多功能化和大功率方向

新能源汽車核心零部件

車載充電機(jī)（OBC）可實(shí)現(xiàn)新能源汽車慢充功能。車載充電機(jī)固定安裝在電動汽車上，在充電時連接交流充電樁，起到將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，為動力電池慢速充電的作用。400V 架構(gòu)下 OBC 的功率多為 3.3、6.6kW，而為了滿足 800V 架構(gòu)下的充電需求，11、22kW 的 OBC 已被研發(fā)并或?qū)⒃谖磥沓蔀橹髁鞴β省?/span>

車載充電機(jī)（OBC）外觀示意圖

DC/DC 變換器（直流-直流變換器）從動力電池取電，給車載 12V 或 24V 低壓電池充電。DC/DC 可以將動力電池輸出的某一數(shù)值的直流電源電壓轉(zhuǎn)化為另一數(shù)值的直流電源電壓，起到調(diào)節(jié)電源輸出、穩(wěn)定電源電壓的作用。通常可以分為三種：高壓轉(zhuǎn)高壓 DC/DC 變換器、高壓轉(zhuǎn)低壓 DC/DC 變換器、低壓穩(wěn)壓 DC/DC 變換器。

DC/DC 變換器外觀示意圖

高壓配電盒（PDU）對整車高壓電管理，將電能傳送到電機(jī)、空調(diào)、加熱器等設(shè)備。是電動汽車電能分配單元,通過母排及線束連接高壓元器件，起到高壓系統(tǒng)充放電控制、高壓部件的電控制、電路過載短路保護(hù)、高壓采樣、低壓控制等功能，并起到保護(hù)和監(jiān)控高壓系統(tǒng)的運(yùn)行的作用。

高壓配電盒（PDU）外觀示意圖

小三電單車價值約 3500 元，車載電源集成式產(chǎn)品單價約 3000 元。其中 OBC 單車價值最高，在 2000 元左右，DC/DC 變換器單車價值區(qū)間在1000-1600 元，PDU 在 500 元左右，車載電源總成產(chǎn)品（二合一或三合一）單車價值在2200-3400 元之間。

OBC：交流充電覆蓋更全面應(yīng)用場景

車載充電機(jī)（OBC）是連接交流充電樁，將交流電轉(zhuǎn)化為直流電的重要電子裝置。新能源汽車充電可分為交流充電與直流充電兩種，1）直流充電“快充”，利用外來的“直流充電樁”直接給動力電池充電，不需要使用車載充電機(jī)；2）交流充電“慢充”，交流充電樁將交流電網(wǎng)中的單相交流電（220V）或三相交流電（380V）電流供給裝在車輛內(nèi)的車載充電機(jī)（OBC），OBC 可以將交流電轉(zhuǎn)化為直流電從而給新能源汽車充電。

新能源汽車充電方式示意圖

交流充電適用具備低成本等優(yōu)勢，慢充、快充結(jié)合使用場景廣泛。交流充電樁具備價格較低、占地面積較小且對配電要求較低，更適合私家場合使用；直流充電樁雖然能快速充電，但建設(shè)成本較高、占地面積較大，且需要大型變壓器滿足配電要求，更適合專用充電站使用，以滿足顧客緊急充電的需求。

隨著新能源汽車市場的擴(kuò)大，OBC 市場規(guī)模持續(xù)增長。2021 年 OBC 出貨量為 288.7萬套，同比增長 158%。2022 OBC 出貨總量就已經(jīng)達(dá)到 512.87 萬套，同比增長 77.6%。

2022 年新能源汽車全球銷量為 1082.4 萬輛，根據(jù)我們測算，2025 年，全球新能源汽車市場規(guī)模將達(dá)到 2537 萬輛。純電動汽車及 PHEV 混動汽車都需配一臺 OBC，每臺 OBC 平均價格 2000。測算，目前行業(yè)規(guī)模在 281 億元，預(yù)計 2025 年行業(yè)規(guī)?？蛇_(dá) 660 億元，2022-2025年 CAGR33%。

從供應(yīng)格局來看，OBC 廠商分為主機(jī)廠和外供廠商，外供廠商居多。第一類，主機(jī)廠代表企業(yè)有比亞迪、特斯拉，其供應(yīng)鏈垂直一體化滿足自產(chǎn)自用；第二類，外供廠商以威邁斯、英搏爾、欣銳科技為代表，其專注于車載電源產(chǎn)品開發(fā)，具備技術(shù)優(yōu)勢和豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。從市場格局來看，OBC 廠商中外供廠商占比較大。

市場格局相對集中，前十大廠商市占率水平較高。2021 年 OBC 裝機(jī)量為 288.7 萬套，前十家 OBC 企業(yè)裝機(jī)量占比 91.4%，其中前四家企業(yè)分別為威邁斯、弗迪動力、富特科技、特斯拉，市場占有率均在 10%以上，共計 59%。2022 年 OBC 裝機(jī)量為 512.87 萬套，同比增長 77.6%，前十大供應(yīng)商占比 93.6%。其中前五家企業(yè)企業(yè)分別為弗迪動力、威邁斯、特斯拉、英搏爾、富特科技，市場占有率均超 8%，共計 74.7%。由于單款車型對OBC 出貨量影響較大，隨著爆款車型的增加，前十大供應(yīng)商格局可能發(fā)生變化。

2022年新能源乘用車 OBC 裝機(jī)量企業(yè)分布

車載DC/DC：供低壓設(shè)備用電

車載 DC/DC 變換器，可以將動力電池輸出的高壓直流電轉(zhuǎn)變?yōu)橛秒娫O(shè)備和低壓蓄電池可直接使用的低壓直流電，具有低電壓高電流的特點(diǎn)。動力電池輸出的電壓較高，通常為100V~400V，不能被車輛中的用電器直接使用，因此需要降壓型的 DC/DC 變換器將高壓直流電轉(zhuǎn)換為恒定的 12V、14V、28V 或者 48V 低壓直流電，才能為車燈、儀表、電動車窗、電池管理系統(tǒng)、駕駛控制、電動座椅、喇叭等用電器供電或給蓄電池充電。由于整車用電器消耗功率較大而所需電壓較低，因此 DC/DC 變換器具有低電壓、高電流的特點(diǎn)。

車載 DC/DC 變換器工作原理示意圖

車載 DC／DC 變換器輸入端連接動力電池高壓輸出端，輸出端連接呈并聯(lián)關(guān)系的低壓用電器和蓄電池。當(dāng) VCU（整車控制器）未接到高壓指令時，蓄電池給低壓用電器供電。當(dāng) VCU 收到上高壓指令后，DC／DC 變換器啟動，動力電池輸出的高壓電經(jīng) DC ／DC 變換器轉(zhuǎn)換后輸出穩(wěn)定的低壓電。DC／DC 變換器要根據(jù)車輛用電器實(shí)際用電情況和蓄電池的充放電平衡給低壓用電器和蓄電池供電。

車載 DC/DC 變換器控制原理示意圖

車載 DC/DC 變換器市場格局分為主機(jī)廠和外供廠商，國外企業(yè)有聯(lián)合電子、科世達(dá)等企業(yè)，國內(nèi)主要廠商包括欣銳科技、富特科技、英搏爾、威邁斯、匯川技術(shù)。目前 DC/DC變換器以二合一(OBC+PDU)或三合一（OBC+DC/DC+PDU)集成產(chǎn)品為主。隨著新能源汽車滲透率持續(xù)增加，2021 年主要企業(yè) DC/DC 變換器出貨量均大幅上升，欣銳科技/富特科技/威邁斯出貨量 YOY 分別為165.1%/199%/304.57%。

PDU：高壓系統(tǒng)中的電流分配電器

高壓配電盒（PDU）是高壓系統(tǒng)中分配電池輸出的直流電和監(jiān)控過流過壓的高壓電源分配單元。PDU 通過母排及線束連接動力電池并控制充放電，將動力電池輸出的直流電分配到汽車的 OBC、車載 DC/DC 變換器、電機(jī)控制器、空調(diào)、PTC 等高壓用電器上，在高壓系統(tǒng)中起過載短路保護(hù)、低壓控制等功能，保護(hù)和監(jiān)控高壓系統(tǒng)的運(yùn)行。

PDU 功能示意圖

2025 年市場空間 165 億元，復(fù)合增速超 30%。目前 PDU 多以二合一（OBC+PDU）或三合一(OBC+DC/DC+PDU）的集成形式出現(xiàn)，以節(jié)約元器件成本、節(jié)省車內(nèi)空間、減輕車身重量等，PDU 單車價值在 200-800 元之間，行業(yè)格局較為分散。2022 年新能源汽車全球銷量為 1082.4 萬輛，2025 年全球新能源汽車市場規(guī)模將達(dá)到 2537 萬輛。按每車PDU 500 元計算，目前行業(yè)規(guī)模在 70 億元。

預(yù)測 2025 年 PDU 行業(yè)規(guī)?？蛇_(dá) 165 億元，2022-2025年 CAGR 達(dá) 33%。

小三電將朝著集成化、多功能化、大功率方向發(fā)展

小三電發(fā)展趨勢主要為，開拓新功能，提升用戶的用車體驗(yàn)；集成多個零部件的功能，配合集成化和輕量化發(fā)展趨勢；高功率化，滿足快充需求。

趨勢一：大功率

解決充電焦慮，多車企選擇高壓快充。解決充電焦慮有高壓快充和換電兩種模式，蔚來、吉利睿藍(lán)等布局換電模式；保時捷 Tycan 是第一款 800V 快充車型，保時捷之后，比亞迪、東鳳嵐圖、吉利、小鵬等車企布局高壓快充，小鵬 G9 成為首款 800V 高壓 SiC 車型。

高壓快充下，SiC 代替?zhèn)鹘y(tǒng)硅功率器件。

800V 高壓平臺有望增加 DC/DC 的單車價值。

11KW/22KW 高壓大功率方向發(fā)展。

趨勢二：集成化

主流趨勢是 OBC、DC/DC、PDU 等部件進(jìn)行集成設(shè)計。集成化可以實(shí)現(xiàn) 1）輕量化，降低電源裝置總重，促進(jìn)新能源汽車輕量化、提升續(xù)航能力、降低成本是新能源車企重要發(fā)展方向，2）減少成本，小三電集成化后單車價值下降，減少整車生產(chǎn)過程中需要總裝的零件數(shù)量，從而降低車企成本，集成后成本下降 700-800 元。

趨勢三：多功能

單向型車載 DC/DC 變換器發(fā)展為雙向型，可替代相關(guān)器件對母線電容進(jìn)行預(yù)充，減少零器件的使用，從而降低成本。雙向型 DC/DC 可以實(shí)現(xiàn)電能的雙向流動，將低壓電轉(zhuǎn)換為高壓電。電機(jī)加速時，電池通過 DC/DC 放電；而當(dāng)電機(jī)制動時，制動的能量通過DC/DC 為電池充電，可降低能量損耗，提高車輛續(xù)航能力。

雙向化 OBC 發(fā)揮移動分布式儲能功能。傳統(tǒng)單向車載充電機(jī)只能滿足能量的單向流動，能量由電網(wǎng)經(jīng) OBC 流向動力電池。雙向化意味著通過 OBC 的逆變技術(shù)，能量可以從動力電池經(jīng) OBC 流向其他電器，從而使新能源汽車滿足日常生活中應(yīng)急充電的功能。

OEM與第三方共同參與，小三電企業(yè)技術(shù)迭代

除弗迪動力（比亞迪）、新美亞（特斯拉）等與主機(jī)廠垂直一體化的廠商，目前國內(nèi)已上市或擬上市的車載電源廠商有威邁斯、欣銳科技、英搏爾、富特科技。車載電源市場以集成化產(chǎn)品為主，OBC 和 DC-DC 變換器作為車載電源集成產(chǎn)品的核心零部件，以上企業(yè)具備同時生產(chǎn)兩者的能力。

小三電企業(yè)

中國乘用車車載充電機(jī)(OBC)主要廠商市場份額排名