汽车充电机(五年翻三倍电动汽车引爆300亿元车载充电机（OBC）装机需求)

Posted 2023-05-31

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汽车充电机(五年翻三倍电动汽车引爆300亿元车载充电机（OBC）装机需求)

电动化进程加速带动车载充电机（OBC）装机量快速提升

在政策大力支持及技术不断进步等因素影响下，中国新能源汽车供需两旺，电动化进程持续加速，尤其是2021年以来，新能源汽车市场持续火爆。

新能源汽车销量（万辆）

车载充电机（OBC，On-board Charger）是指固定安装在新能源汽车上的充电机，具有为新能源汽车动力电池提供安全、自动充满电的能力。充电机依据电池管理系统（BMS）提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。使用交流充电桩充电的新能原汽车需要搭载车载充电机。

图片来源：控安汽车

在新能源汽车行业中，除极个别情况，每辆新能源乘用车均需配置一套OBC（车载充电机）。随着新能源汽车产销量的增长，OBC出货量大幅提升。2022年上半年OBC装机量为208.3万套，同比增长1.1倍。

威迈斯车载充电机（OBC）

图片来源：威迈斯官网

300亿市场规模，五年翻三倍

国内车载充电机属于定制化产品，价格与产品功率、集成度呈正相关，通常在2000~5000元/台之间。考虑到行业高功率、集成化的发展趋势，保守假设车载充电机平均价值量稳定在2500元，根据中汽协的预测数据，2022年中国新能源汽车销量为500万辆，则2022新能源汽车OBC市场规模约为125亿元，到2026年达到300亿元，市场潜力较大。

新能源汽车OBC市场规模（亿元）

数据来源：芯八哥整理

国产厂商占据主导地位，第三方供应商崛起

目前，我国新能源汽OBC行业竞争企业主要可分为两类：一类为以比亚迪、特斯拉为代表的整车制造商，此类整车厂由于从事新能源汽车业务较早，在早期缺乏第三方供应商的行业背景下，形成了垂直一体化的供应链模式。另一类为以威迈斯、英搏尔为代表的第三方供应商，具备自研OBC产品能力、有技术积累与渠道优势，专注于OBC产品的开发，可为主机厂直接供应。

2022H1 国内 OBC 市场 CR3 合计占比过半

数据来源：NE时代

NE 时代数据，2022年上半年除比亚迪（弗迪动力）、特斯拉具备自供能力外，其他整车厂均选择第三方供应商为其供应车载充电机产品。第三方供应商中，威迈斯、英搏尔、富特科技、欣锐科技排名靠前，威迈斯出货量超过 40 万套，英搏尔出货量也超过 20 万套，较 2021年上半年出货水平大幅度提升。

2022H1 弗迪动力、威迈斯 OBC 出货较多（万套）

数据来源：NE时代

从技术参数来看，输出功率6.6kW的车载充电机已成国内主流趋势，同时各企业研发出二合一、三合一集成方案，目前最优的二合一方案为6.6kW OBC +1.5kW DC/DC，三合一为6.6kW OBC+2kW DC/DC+PDU。

国内主流厂商车载充电机基本技术参数

资料来源：控安汽车

车载充电机（OBC）带来半导体元器件市场机会

OBC 的电路结构由功率因数校正器 Power Factor Correction（PFC）和直流-直流转换器（DC-DC）两大部分组成。交流电先通过 PFC，利用整流器和功率校正进行处理，转化为直流电，同时最大程度提高实际输电效率，减小热负载。通过 PFC处理后的电流经过 DC-DC 进行输出电压和电池的充电电流的调整，最终实现在车端的交-直充电。

OBC 的结构示意图

资料来源：意法半导体，罗姆

二极管和 IGBT、 MOSFET 等功率半导体是 OBC 实现直-交变换的关键器件。在 OBC中，根据交流电源输入、输出功率、能效和成本目标等要求，电路设计各不相同。以英飞凌的方案为例，PFC 电能转换部分包括作为开关的 IGBT 或 MOSFET（2个）及肖特基二极管 SBD（6个）。当需要实现双向充电功能时，IGBT 增加一组，共四个以实现双向变换，整流部分的二极管换为 MOSFET（2个）。在 DC-DC 部分，需将来自 PFC 的高压直流转换为适当的电压用于充电，包括 MOSFET（4个）及 SBD（4个）。上述硅基器件均可根据应用需求替换为碳化硅器件。

OBC 的电路实现

资料来源：英飞凌

OBC 输出功率提升，碳化硅 MOSFET 优势明显。目前，在功率不超过 6.6kW 的单向OBC 系统中，650V 硅基产品占主导地位，碳化硅 MOSFET 性能优势不明显且价格比同规格硅基产品高 3-5 倍。然而，随着对充电时间缩短和动力电池电压提升，OBC逐步向三相输入（11kW、22kW）演进，此时 SiC MOSFET 与硅基超结 MOSFET 相比，在所有负载条件下平均总损耗是硅基方案的三分之一，且转换效率更高，性能优势明显。

车载充电机（OBC）带来的元器件机会

资料来源：芯八哥整理

车载充电机（OBC）未来发展趋势

目前市场主流车型搭载的车载充电机输出功率由3.3kW向6.6kW升级。

市场主流车载充电机功率及适配车型

资料来源：控安汽车

车载充电机未来向着功率等级提升、尺寸小型化、双向转换和集成化的方向发展。

1、功率等级提升。由6.6kW提升至11kW，甚至到22kW，11kW采用一体化设计，目前市场上多以3个3.3kW OBC模块并联。

2、尺寸更小型化，功率密度更高。提高开关频率，未来将引入宽禁带半导体SiC(碳化硅)作为开关器件。

3、双向车载充电功能。双向变换功率6.6kW以上，转换效率96%以上。

4、功能集成化，液冷将成主流热管理方式。OBC和DC-DC二合一的集成化，产品整体功率性能上升，产热更加显著，液冷将取代风冷成为更主流的热管理方式。

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