充電樁是向電動汽車提供能源補給的設備,是電動汽車的必要設施。充電樁的功能 類似于加油站中的加油機,其輸入端直接連接到交流電網,輸出端則通過充電插頭為電動汽車的電池充電。充電樁通常在路邊、停車場、加油站等位置安裝,可以固定在地面或墻壁,提供多種充電接口以適應不同型號的電動汽車。隨著新能源汽車的高速發展,目前充電樁缺口巨大,2022年底,全國充電基礎設施保有量僅為521萬臺,車樁比僅為2.5:1,充電樁基礎設施已經連續兩年寫入《政府工作報告》,預計到2025年保有量增加到1120萬個。由此可見,充電樁目前的發展空間巨大,接下來我們將簡單介紹常見的充電樁的制作材料、行業內企業最新發展以及產業分布。
充電樁用的材料一般分為四大類:改性塑料、SMC復合材料、線纜料及其它耗材。
1. 改性塑料:目前交流充電樁外殼普遍用改性PC、PC/ABS等。電氣連接系統材料一般選用聚酯PBT和尼龍。內部元器件一般選用聚酯PBT、無鹵阻燃尼龍材料。直流樁內部金屬支架一般用超高玻纖增強材料或阻燃增強尼龍材料。
2. SMC復合材料:采用高強度纖維復合材料作為主體結構,具有質量輕、強度高、耐腐蝕、壽命長等特點。與傳統金屬材料相比,復合材料具有良好的優勢和性能。
3. 線纜料:充電樁線纜作為連接樁與車的橋梁,它的性能至關重要,所謂的充電樁線纜料其實一般指的是彈性體相關材料,用于絕緣層和護套層。材料性能要求耐油、抗撕裂、耐候性、耐化學性、耐高低溫及柔軟等性能。目前較為主流的是TPU、TPE、PVC彈性體等。
4. 其他耗材:主要是涂料、有機硅、導熱材料、薄膜、潤滑油等。涂料一般用在充電樁外殼涂層,檢測的同時也是需要材料本體與涂層結合體進行測驗的;導熱有機硅一般分為用于電感模塊導熱的導熱硅墊、用于芯片導熱的導熱硅脂、用于電源灌封的導熱硅膠等。
充電的同時還可以美觀:科思創的聚碳酸酯材料結合其特殊薄膜產品,可以實現充電樁觸屏和其他部件的一體化整合,滿足觸控要求的同時實現設計的靈活性,也可實現背光、光擴散、導光和多種的顏色效果;信號穿透聚碳酸酯樹脂和薄膜材料,確保信號的高穿透率以及穩定性;高透過率聚碳酸酯結合自然材料效果外觀、柔性電路、RGB LED、傳感器等高度集成方案,可實現手勢控制+多種光效果以及體現可持續理念的外觀。
安全滿足室內外不同場景使用:SABIC通過對材料配方改進和設計,使高性能塑料具有高抗沖擊性、耐候性、耐化學性和耐紫外線性及阻燃性等特殊性能,滿足充電設施室內和室外多種不同使用場景,且更具成本優勢。前側充電槍托、充電連接器、插頭和耦合器這些部件的制造需要采用具有良好電氣性能的材料。SABIC阻燃PBT材料或PC/PBT混合物為這些部件提供較高的相比漏電起痕指數(CTI)、良好的耐化學性和低吸水性。
我國公共充電運營服務商主要可分為三類:一是專業化運營企業,如特來電、星星 充電、車電網、匯充電,以充電樁制造為主業,通過涉足中下游運營商市場來打通全產業 鏈;二是能源電網類企業,如國家電網、南方電網、中國普天等,依托于已有電網基礎設 施建設或國有企業背景,具有政府合作優勢;三是整車企業,如特斯拉、比亞迪、蔚來、 小鵬汽車等,配合車輛銷售,為自有車主提供公共充電服務。從總量上看,國內公共充電運營商行業格局較為集中,頭部地位穩定。根據中國充 電聯盟數據,運營行業集中度逐漸趨于穩定,截至 2023 年 6 月,行業 CR3 為 54.1%, CR5 為 68.7%,CR10 為 86.2%;特來電、星星充電、云快充、國家電網、小桔充電等運 營商充電樁運營市占率排名靠前,龍頭特來電、星星充電市占率在 20%左右,地位保持穩定。
相信隨著未來的發展,充電樁行業可以從便捷、安全、智能化、高效以及可持續發展幾個方面做出更大的成績,隨著技術不斷的創新和完善,滿足未來市場的不斷變化和需求。
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李康
李康,中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟綜合部主任。電力行業標準化技術委員會、電力設備質量管理標準技術化委員會委員。長期從事電動汽車充換電產業、政策、技術標準、質量提升等方面研究工作,熟悉充電設施相關技術與應用;熟悉各種電動汽車充換電技術模式,了解不同型號充電設備指標信息。牽頭編制《中國充電基礎設施產業發展報告》、《歐洲充電基礎設施產業研究報告》等行業研究報告等。 掃碼報名