電動(dòng)化帶來(lái)“小三電”增量

OBC、DCDC、PDU

構(gòu)成新能源“小三電”

由于動(dòng)力系統(tǒng)不同，新能源汽車(chē) “三電”取代了傳統(tǒng)燃油車(chē)有油箱、發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱等。新能源汽車(chē)的增量部件主要包括大三電（動(dòng)力電池、電機(jī)控制器、電機(jī)）以及小三電（車(chē)載充電機(jī) OBC、DC/DC 變換器、高壓配電盒 PDU）。

車(chē)載充電機(jī)（OBC）可實(shí)現(xiàn)新能源汽車(chē)慢充功能。車(chē)載充電機(jī)安裝在電動(dòng)汽車(chē)上，在充電時(shí)連接交流充電樁，起到將交流電轉(zhuǎn)化為直流電，為動(dòng)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?lái)成為主流功率。

圖2：車(chē)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(dòng)力電池取電，給車(chē)載 12V 或 24V 低壓電池充電。DC/DC 可以將動(dòng)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。

圖3：DC/DC 變換器外觀示意圖

高壓配電盒（PDU）對(duì)整車(chē)高壓電管理，將電能傳送到電機(jī)、空調(diào)、加熱器等設(shè)備。PDU 是電動(dòng)汽車(chē)電能分配單元，通過(guò)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(guò)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。

圖4：高壓配電盒（PDU）外觀示意圖

小三電單車(chē)價(jià)值約 3500 元，車(chē)載電源集成式產(chǎn)品單價(jià) 2200~3400 元(平均約為 3000元)。其中 OBC 單車(chē)價(jià)值最高，在 2000 元左右，DC/DC 變換器單車(chē)價(jià)值區(qū)間在 1000-1600元，PDU 在 200~800 元（平均 500 元左右），車(chē)載電源總成產(chǎn)品（二合一或三合一）單車(chē)價(jià)值在 2200-3400 元之間。

表1：小三電單車(chē)價(jià)值量

OBC：交流充電覆蓋

更全面應(yīng)用場(chǎng)景

車(chē)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(chē)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(lái)的“直流充電樁”直接給動(dòng)力電池充電，不需要使用車(chē)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(chē)輛內(nèi)的車(chē)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(chē)充電。

圖5：新能源汽車(chē)充電方式示意圖

交流充電適用具備低成本等優(yōu)勢(shì)，慢充、快充結(jié)合使用場(chǎng)景廣泛。交流充電樁價(jià)格較低、占地面積較小且對(duì)配電要求較低，更適合私家場(chǎng)合使用；直流充電樁能快速充電，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(zhuān)用充電站使用，以滿足顧客緊急充電的需求。

表2：交流、直流充電對(duì)比

隨著新能源汽車(chē)市場(chǎng)的擴(kuò)大，OBC 市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。2021 年 OBC 出貨量為 288.7萬(wàn)套，同比增長(zhǎng) 158%。2022 OBC 出貨總量就已經(jīng)達(dá)到 512.87 萬(wàn)套，同比增長(zhǎng) 77.6%。

2022 年新能源汽車(chē)全球銷(xiāo)量為 1082.4 萬(wàn)輛，我們預(yù)測(cè) 2025 年全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 2537 萬(wàn)輛。純電動(dòng)汽車(chē)及插混車(chē)都需配一臺(tái) OBC，每臺(tái) OBC 平均價(jià)格 2000。按照單車(chē)價(jià)值 2000 元，按照后裝替換市場(chǎng)是前裝市場(chǎng)的 30%來(lái)估算，目前行業(yè)規(guī)模在 281 億元，預(yù)計(jì) 2025 年行業(yè)規(guī)模可達(dá) 660 億元，2022-2025 年 CAGR33%。

表3：OBC 市場(chǎng)空間

從供應(yīng)格局來(lái)看，OBC 廠商分為主機(jī)廠和外供廠商，外供廠商居多。第一類(lèi)，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(lèi)，外供廠商以威邁斯、英搏爾、欣銳科技為代表，其專(zhuān)注于車(chē)載電源產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，具備技術(shù)優(yōu)勢(shì)和豐富的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)。從市場(chǎng)格局來(lái)看，OBC 廠商中外供廠商占比較大。

市場(chǎng)格局相對(duì)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(wàn)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(dòng)力、富特科技、特斯拉，市場(chǎng)占有率均在 10%以上，共計(jì) 59%。2022 年 OBC 裝機(jī)量為 512.87 萬(wàn)套，同比增長(zhǎng) 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(dòng)力、威邁斯、特斯拉、英搏爾、富特科技，市場(chǎng)占有率均超 8%，共計(jì) 74.7%。由于單款車(chē)型對(duì)OBC 出貨量影響較大，隨著爆款車(chē)型的增加，前十大供應(yīng)商格局可能發(fā)生變化。

圖6：2022 年新能源乘用車(chē) OBC 裝機(jī)量企業(yè)分布

車(chē)載 DC/DC

供低壓設(shè)備用電

車(chē)載 DC/DC 變換器，可以將動(dòng)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(dòng)力電池輸出的電壓較高，通常為 100V~400V，不能被車(chē)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(chē)燈、儀表、電動(dòng)車(chē)窗、電池管理系統(tǒng)、駕駛控制、電動(dòng)座椅、喇叭等用電器供電或給蓄電池充電。由于整車(chē)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)。

圖7：車(chē)載 DC/DC 變換器工作原理示意圖

車(chē)載 DC／DC 變換器輸入端連接動(dòng)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(chē)控制器）未接到高壓指令時(shí)，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(dòng)，動(dòng)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(chē)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。

圖8：車(chē)載 DC/DC 變換器控制原理示意圖

車(chē)載 DC/DC 變換器市場(chǎng)格局分為主機(jī)廠和外供廠商，國(guó)外企業(yè)有聯(lián)合電子、科世達(dá)等企業(yè)，國(guó)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(chē)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%。

圖9：2021 年企業(yè) DC/DC 變換器出貨量對(duì)比

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(guò)流過(guò)壓的高壓電源分配單元。PDU 通過(guò)母排及線束連接動(dòng)力電池并控制充放電，將動(dòng)力電池輸出的直流電分配到汽車(chē)的 OBC、車(chē)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(guò)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。

圖10：PDU 功能示意圖

2025 年市場(chǎng)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(chē)內(nèi)空間、減輕車(chē)身重量等，PDU 單車(chē)價(jià)值在 200-800 元之間，行業(yè)格局較為分散。2022 年新能源汽車(chē)全球銷(xiāo)量為 1082.4 萬(wàn)輛，2025 年全球新能源汽車(chē)市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到 2537 萬(wàn)輛。按每車(chē)PDU500 元計(jì)算，目前行業(yè)規(guī)模在 70 億元。按照 ASP500 元，單車(chē)配套一個(gè)，售后市場(chǎng)為前裝市場(chǎng)的 30%來(lái)測(cè)算，2025 年 PDU 行業(yè)規(guī)?？蛇_(dá) 165 億元，2022-2025 年 CAGR 達(dá)33%。

表4：PDU 市場(chǎng)空間