（文/程文智）一般來說，插電混合動(dòng)力汽車（PHEV）、純電動(dòng)汽車（BEV），及燃料電池汽車（FCEV）等新能源汽車基本都會(huì)需要一個(gè)車載充電機(jī)（OBC）來給高電壓的電池組進(jìn)行充電。

車載充電機(jī)，顧名思義，是指安裝在汽車上的充電機(jī)，并配備氣體或液體冷卻裝置，應(yīng)對(duì)不同功率水平下的熱管理。OBC可以接受單相或三相電源，并提供3.3kW、6.6kW、22kW等多個(gè)充電功率等級(jí)。由于所有電池都需要直流電流進(jìn)行充電，因此，OBC的核心功能是整流電源輸入，并將其轉(zhuǎn)換為適合電池組的電壓和電流水平，電壓可能是400V，或者是越來越多的800V。

雖然許多的OBC產(chǎn)品目前都是單向傳輸（從電網(wǎng)到汽車），但現(xiàn)在也出現(xiàn)了雙向傳輸?shù)内厔?shì)，使得純電動(dòng)汽車既能從電網(wǎng)獲取電能，也具有向電網(wǎng)反饋電能的能力。也就是說，雙向OBC既可以用電網(wǎng)對(duì)電動(dòng)汽車充電，也可以通過電動(dòng)汽車給外部接口放電，作為應(yīng)急或者V2G電網(wǎng)功率調(diào)節(jié)使用。

OBC的主要參數(shù)有輸入電壓范圍、輸出電壓范圍、充電功率和變換效率。

車載充電機(jī)市場(chǎng)規(guī)模

當(dāng)前，全球新能源汽車市場(chǎng)正處于快速發(fā)展階段，根據(jù)公開數(shù)據(jù)顯示，2021年，全球新能源汽車銷量達(dá)到了644.2萬輛，相比于2020年的310.5萬輛，同比增長(zhǎng)了107.47%；2022年，全球新能源汽車銷量達(dá)到了1007.33萬輛，比2021年同比增長(zhǎng)56.37%。這其中，中國、歐洲和美國是主要的發(fā)展力量。

比如，根據(jù)中汽協(xié)的數(shù)據(jù)，我國2021年，新能源汽車產(chǎn)量達(dá)到了352.1萬輛，同比增長(zhǎng)157.57%；2022年，銷量688.7萬輛，同比增長(zhǎng)了95.6%，增速大幅超出全球增長(zhǎng)水平。業(yè)界普遍預(yù)計(jì)今年能超過900萬輛。

我國乃至全球龐大的汽車市場(chǎng)規(guī)模，為新能源汽車提供了廣闊的發(fā)展空間。2022年我國和全球的汽車市場(chǎng)規(guī)模分別為2686.4萬輛和7849.7萬輛，而目前新能源汽車的市場(chǎng)滲透率整體水平仍然較低，未來發(fā)展?jié)摿薮蟆?br />
而OBC是新能源汽車不可或缺的核心零部件，其裝機(jī)量隨著新能源汽車的產(chǎn)銷量的快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大。

隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的增長(zhǎng)，OBC出貨量大幅提升。根據(jù)NE時(shí)代的統(tǒng)計(jì)，2021年的OBC在乘用車上的裝機(jī)量為288.7萬套，2022年是512.87萬套，同比增長(zhǎng)77.6%。目前國內(nèi)車載充電機(jī)的主流功率為3.3kW和6.6kW，不過國外很多采用了高功率充電機(jī)，比如特斯拉采用的是20kW。

一般來說，每輛新能源乘用車會(huì)配置一套車載充電機(jī)和一套車載DC/DC變換器；國內(nèi)車載充電機(jī)屬于定制化產(chǎn)品，價(jià)格與產(chǎn)品功率、集成度呈正相關(guān)，通常在2000~5000元/臺(tái)之間。根據(jù)富特科技的招股書數(shù)據(jù)，考慮到行業(yè)高功率、集成化的趨勢(shì)，假設(shè)OBC的平均價(jià)格為2500元，則2021年OBC的市場(chǎng)規(guī)模約為72.2億元，2022年為128.2億元，預(yù)計(jì)今年可達(dá)225億元。

OBC市場(chǎng)格局分析

目前，我國新能源汽車OBC行業(yè)的供應(yīng)商分為兩類：一類是獨(dú)立的第三方供應(yīng)商，包括威邁斯、臺(tái)達(dá)電子、英博爾、富特科技、欣銳科技、匯川技術(shù)等，他們具備自研OBC產(chǎn)品的能力，有技術(shù)積累和渠道優(yōu)勢(shì)，專注于OBC產(chǎn)品的開發(fā)，國內(nèi)造車新勢(shì)力的崛起，為獨(dú)立的第三方核心零部件供應(yīng)商提供了良好的發(fā)展機(jī)遇；另一類是新能源汽車整車廠孵化產(chǎn)生的廠商，或者就是新能源汽車整車廠自己，比如比亞迪的弗迪動(dòng)力，特斯拉等等，它們與整車廠配套關(guān)系穩(wěn)定，粘性較強(qiáng)，占據(jù)穩(wěn)定的市場(chǎng)份額。

從2022年的裝機(jī)量來看，弗迪動(dòng)力以1,469,872套居首，市場(chǎng)份額達(dá)到了28.7%，其次為威邁斯的1,048,156套，它是第三方首家年度破百萬配套量的企業(yè)，同比增長(zhǎng)了73.8%，市場(chǎng)份額為20.4%；接下來是特斯拉，出貨量為441,651套，同比增長(zhǎng)了41.7%，市場(chǎng)份額為8.6%；緊隨其后的是英博爾、富特科技，及欣銳科技，市場(chǎng)份額分別為8.6%、8.5%和5.9%。

裝機(jī)量前5家企業(yè)占比達(dá)到了74.8%，前10家的占比為93.6%；其中第三方供應(yīng)商占比為56.3%。

跟據(jù)NE時(shí)代統(tǒng)計(jì)的2020年到2023年Q1的數(shù)據(jù)，從市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局來看，OBC市場(chǎng)不僅玩家在縮減，而且市場(chǎng)向前三強(qiáng)的集中度更高。參與企業(yè)方面，國內(nèi)新能源汽車市場(chǎng)共計(jì)39家OBC企業(yè)實(shí)現(xiàn)了裝車配套，相較2022年同期的45家，減少了6家。

市場(chǎng)份額方面，集中度越來越高，市場(chǎng)份額在向前三名集中。排名前三的OBC企業(yè)為弗迪動(dòng)力、威邁斯和特斯拉，裝機(jī)量越來越高。2020年TOP3的市場(chǎng)份額為43.2%，2021年為48.6，到2022年已經(jīng)到了57.7%。

從OBC供應(yīng)產(chǎn)品來看，輸出功率方面，6.6kW和3.3kW仍舊是供應(yīng)的主流產(chǎn)品。弗迪動(dòng)力、長(zhǎng)安新能源、華為數(shù)字能源、英搏爾皆在積極推動(dòng)集成OBC的多合一電驅(qū)總成。

格局上看，OBC市場(chǎng)，以第三方供應(yīng)商為主，由于其價(jià)格、部件性質(zhì)，以及技術(shù)要求，未來應(yīng)該也是以第三方供應(yīng)為主。因?yàn)椋皇菍?duì)于大部分整車企業(yè)來說，自行研發(fā)OBC等零部件受限于技術(shù)壁壘、規(guī)模效益等因素，不具備可行性和必要性；二是整車孵化的零部件企業(yè)由于技術(shù)保密、同業(yè)競(jìng)爭(zhēng)等因素，難以進(jìn)入其他整車企業(yè)；三是對(duì)于特斯拉、比亞迪等頭部新能源汽車整車企業(yè)，其出于保障供應(yīng)鏈穩(wěn)定的角度，也會(huì)向獨(dú)立廠商開放部分零部件市場(chǎng)。

2022年，英博爾量產(chǎn)了集成OBC的六合一產(chǎn)品；富特科技上市成功，其客戶既有傳統(tǒng)車企比如廣汽，也包含新勢(shì)力比如蔚來，小鵬等；欣銳科技的比亞迪和極氪配套占比大，最近在升級(jí)擴(kuò)建產(chǎn)線，看來業(yè)務(wù)不錯(cuò)；鐵城科技除了A00，也配套了多家A,B級(jí)車型，上汽通用五菱的占比高；科世達(dá)的主力客戶是大眾和奧迪，出口業(yè)務(wù)開展得不粗錯(cuò)；華為數(shù)字能源開始多點(diǎn)開花；力華集團(tuán)配套宏光mini，主供長(zhǎng)安和五菱；

富特科技已經(jīng)成為了廣汽集團(tuán)、蔚來汽車、長(zhǎng)城汽車、易捷特（雷諾東風(fēng)合資）等主要或獨(dú)家供應(yīng)商。而且還取得了雷諾汽車、日產(chǎn)汽車、小鵬汽車、小米汽車、長(zhǎng)安汽車、比亞迪等國內(nèi)外新客戶的項(xiàng)目定點(diǎn)。

OBC產(chǎn)業(yè)鏈情況

車載充電機(jī)由輸入端口、控制單元、功率單元、低壓輔助單元和輸出接口組成。其內(nèi)部有兩大部分，充電機(jī)控制主板和電源部分（主回路）。

充電機(jī)控制主板，主要是對(duì)電源部分進(jìn)行控制、監(jiān)測(cè)、計(jì)量、計(jì)算、修正、保護(hù)，以及與外界網(wǎng)絡(luò)通信等功能，是車載充電機(jī)的“中樞大腦”。

電源部分：主要的作用是將220V交流電轉(zhuǎn)化為與電池組相匹配的高壓直流電，電源部分又分為兩個(gè)主要功率級(jí)，即功率因素校正（PFC）和DC-DC轉(zhuǎn)換器。

實(shí)際上可將PFC看作是AC/DC，它的作用是保持輸入電流和電壓之間的相位關(guān)系，最大限度地減少線路/電網(wǎng)電流的總諧波失真（THD），這有助于減少無功功率，提高整體能效。

DCDC轉(zhuǎn)換器是從PFC獲得DC輸出，并將其轉(zhuǎn)換為電池充電所需的電平。轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和電流基于電池的整體健康狀態(tài)和充電狀態(tài)隨時(shí)間變化。

大多數(shù)單向的OBC使用LLC或移相全橋（PSFB）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。對(duì)于雙向設(shè)計(jì)，CLLLC或雙有源橋（DAB）架構(gòu)比較常見，而且越來越受歡迎。碳化硅（SiC）MOSFET被越來越多地使用，因?yàn)樗鼈兊拈_關(guān)損耗更低、開關(guān)速度更快和工作溫度更高。

單向OBC的次級(jí)端整流可以是無源的（使用二極管）或同步的，后者使用功率開關(guān)以獲得更好的能效。在雙向OBC中，二次整流將需要一個(gè)支持CLLC的全橋，或一個(gè)雙有源橋的后半部分。在所有情況下，使用碳化硅器件（二極管和開關(guān)）將提高能效并提供穩(wěn)定可靠性。然而，在一些成本優(yōu)化的OBC設(shè)計(jì)中，仍然使用超級(jí)結(jié)MOSFET，這取決于電平、電壓和可接受的能效。

根據(jù)TI的這個(gè)架構(gòu)框圖，以及一個(gè)OBC的實(shí)物拆解圖，我們可以看到OBC用到的電子元器件以功率器件為主，比如超結(jié)MOSFET、IGBT、汽車功率模塊（APM）、SiC二極管，SiCMOSFET、門極驅(qū)動(dòng)器、穩(wěn)壓電源、MCU、高頻電感、高頻電容、高頻變壓器、隔離器、各種接口、車載網(wǎng)絡(luò)等等。

OBC一般有4個(gè)接口，分別是
AC輸入端：連接從交流充電插座進(jìn)來的連接器；
DC輸出端：充電機(jī)與電池連接端口
低壓控制接口：OBC與BMS和外部連接的低壓接口，通常為12V；
液冷輸入和輸出流到接口：冷卻液流入和流出接口。

發(fā)展趨勢(shì)

從OBC的發(fā)展情況來看，未來主要有以下一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

一是集成化。其實(shí)現(xiàn)在單一的OBC產(chǎn)品已經(jīng)越來越少，更多的廠商將OBC，與后面的DCDC，以及電機(jī)控制集成在一起了。汽車廠商可能會(huì)將整個(gè)動(dòng)力總成與電池的Pack集成在一起，形成智能化的底盤，甚至把底盤控制都集成在一起，這種解決方案被稱為“滑板”。據(jù)說，這種解決方案已經(jīng)開始在一些商用車上面，尤其是卡車類電動(dòng)汽車上開始做商業(yè)化了。這么做的好處，一是可以最大限度減少體積；二是在安全性方面，因?yàn)闇p少了走線，整車的安全性也更高；三是降低了成本，因?yàn)樗鼫p少了被動(dòng)器件、濾波器、保護(hù)器件，以及線束等的使用；四是可以降低整車的重量，增大續(xù)航里程。

二是高功率化。目前，新能源乘用車大多配套3.3KW、6.6KW車載充電機(jī)，但隨著消費(fèi)者對(duì)新能源汽車?yán)m(xù)航里程要求的不斷提升及電池容量的不斷擴(kuò)大，3.3KW、6.6KW車載充電機(jī)已逐漸不能滿足市場(chǎng)要求，尤其是在搭載800V高壓平臺(tái)系統(tǒng)車型不斷推出下，車載充電機(jī)將逐步向22KW等高壓大功率方向發(fā)展。

功率密度持續(xù)的提升，針對(duì)每一個(gè)零部件，大家都在想辦法提高功率密度，而提高功率密度的核心還是要把體積做小，這樣才有利于做集成。目前的一個(gè)趨勢(shì)就是很多電動(dòng)汽車的電壓平臺(tái)開始從400V往800V轉(zhuǎn)換，海外的高端乘用車基本都在走800V路線，國內(nèi)的小鵬、比亞迪等發(fā)布了800V的車型和充電樁。未來不光是新能源車，充電樁系統(tǒng)也會(huì)發(fā)生非常大的變化，現(xiàn)在歐洲的充電樁的標(biāo)準(zhǔn)基本都切換了，充電電壓要支持到1000V。國內(nèi)現(xiàn)在還沒有這種強(qiáng)制的標(biāo)準(zhǔn)，但是如果現(xiàn)在再去做新的充電樁，還是只做到400V的充電，那就意味著未來有些車型支持不了充電，對(duì)于這些充電樁廠商的運(yùn)營會(huì)帶來非常大的麻煩，因此，未來充電樁會(huì)很快切換到800V的平臺(tái)。

在材料方面，使用傳統(tǒng)硅基功率半導(dǎo)體作為核心功率器件的OBC在效率和功率密度上已經(jīng)達(dá)到瓶頸，繼續(xù)使用硅基半導(dǎo)體已無法較大幅度提升OBC的效率和功率密度，而碳化硅功率器件，在導(dǎo)通電阻、阻斷電壓和結(jié)電容方面，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)硅基功率半導(dǎo)體，在OBC上使用碳化硅功率器件對(duì)于提升OBC的效率和功率密度有較大幫助，未來，SiC器件的使用量會(huì)越來越多。

三是去OBC化，也有的廠商提出將OBC拿出來，集成到充電樁中，或者單獨(dú)做一個(gè)充電機(jī)，就跟手機(jī)充電頭一樣。