告別車載充電器？氮化鎵將帶來(lái)OBC的新形態(tài)

在汽車業(yè)內(nèi)，關(guān)于是否取消OBC以及如何兼顧交流慢充功能等問(wèn)題一直爭(zhēng)議頻頻，支持取消或保留的都有各自的理由。今天與非研究院就來(lái)分析一下OBC的未來(lái)趨勢(shì)。

OBC的功能與影響

電動(dòng)汽車的核心是其電池系統(tǒng)，由一系列的電池單元組成，這些電池單元能夠儲(chǔ)存并釋放電能，從而為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。然而，大部分日常生活中的電源都是交流電（AC），而電動(dòng)汽車需要直流電（DC）。因此，OBC作為一個(gè)轉(zhuǎn)換機(jī)制，將交流電轉(zhuǎn)換為直流電，供電動(dòng)汽車使用。

新能源汽車充電方式示意圖，來(lái)源：威邁斯招股書

在電動(dòng)汽車的充電過(guò)程中，OBC的功能并不僅限于AC/DC的能源轉(zhuǎn)換。它還充當(dāng)電池管理系統(tǒng)（BMS）的配合者，確保在充電過(guò)程中電池組的電壓、電流和溫度都在安全和有效的范圍內(nèi)。此外，OBC也支持與充電樁和電網(wǎng)進(jìn)行雙向通信，使得智能充電和V2G（Vehicle-to-Grid，車-網(wǎng)互聯(lián)）應(yīng)用成為可能。

由于OBC支持電動(dòng)車在各種類型的電源環(huán)境中運(yùn)行，無(wú)論是家庭環(huán)境還是商業(yè)環(huán)境，都能使用OBC進(jìn)行充電。這樣的設(shè)計(jì)讓電動(dòng)汽車的充電變得十分靈活，用戶可以在各種地方為電動(dòng)汽車充電，例如家里、工作場(chǎng)所、購(gòu)物中心、公路服務(wù)區(qū)等地。此外，特別是在那些電動(dòng)汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施還不完善的地區(qū)，OBC能夠充分利用現(xiàn)有的電力環(huán)境，為電動(dòng)汽車的普及和推廣提供了極大的便利。

慢充和快充接口

OBC的市場(chǎng)格局與未來(lái)發(fā)展

2020-2022年國(guó)內(nèi) OBC市場(chǎng)規(guī)模及增速,來(lái)源：中汽協(xié)數(shù)據(jù)

隨著新能源汽車市場(chǎng)的擴(kuò)大，車載充電機(jī)（OBC）市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)。據(jù)中汽協(xié)數(shù)據(jù)顯示，2022年全球 OBC行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為 39億美元，同比增長(zhǎng)62.5%。在中國(guó)，2022年 OBC 行業(yè)市場(chǎng)規(guī)模約為206.6 億元，同比增長(zhǎng)95.6%。

OBC市場(chǎng)空間，來(lái)源：EV Tank

對(duì)于每輛新能源汽車，無(wú)論是純電動(dòng)汽車還是插電混合動(dòng)力汽車，都需要配備一臺(tái)OBC。按照每臺(tái)OBC 平均價(jià)格2000 元計(jì)算，以及考慮后裝替換市場(chǎng)是前裝市場(chǎng)的30%，目前行業(yè)規(guī)模在281 億元。預(yù)計(jì)到2025 年，行業(yè)規(guī)模可能達(dá)到660 億元，2022-2025年復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為33%。

在市場(chǎng)供應(yīng)格局方面，OBC廠商主要分為兩類，主機(jī)廠和外供廠商。其中，主機(jī)廠如比亞迪和特斯拉采用供應(yīng)鏈垂直一體化滿足自產(chǎn)自用；而外供廠商如威邁斯、英搏爾、欣銳科技專注于車載電源產(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)。目前市場(chǎng)格局中，外供廠商占據(jù)了較大份額。

2022年新能源乘用車 OBC裝機(jī)量企業(yè)分布，來(lái)源：NE 時(shí)代

從市場(chǎng)占有率來(lái)看，OBC市場(chǎng)格局相對(duì)集中，前十大廠商市場(chǎng)占有率較高。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%。到了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)商占比達(dá)到93.6%。其中前五家企業(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%。由于單款車型對(duì)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。

保留還是取消OBC？

當(dāng)然OBC并不是十全十美，它仍然面臨許多挑戰(zhàn)：

OBC面臨的多重挑戰(zhàn)：來(lái)源，與非研究院

直流化充電，作為一種無(wú)OBC的解決方案，具有諸多優(yōu)勢(shì)。首先，去除OBC有可能降低電動(dòng)汽車的制造成本和復(fù)雜性，因?yàn)檫@樣可以省去了車載充電器這一部件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)。其次，由于省去了OBC，這意味著省去了OBC運(yùn)作過(guò)程中的熱損失，這可能有助于提高充電效率，從而使電動(dòng)汽車更快地回到行駛狀態(tài)。再次，由于直流電可以提供更高的功率，直流化充電可以顯著縮短充電時(shí)間，從而提高電動(dòng)汽車的便利性和實(shí)用性。

贊成或反對(duì)取消OBC的原因，來(lái)源：與非研究院

直流化充電也面臨著一些挑戰(zhàn)。首先，直流化充電需要專門的直流充電樁，而這些充電樁的設(shè)施投資、建設(shè)和維護(hù)成本都可能高于傳統(tǒng)的交流充電樁。這將對(duì)充電設(shè)施運(yùn)營(yíng)商帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)壓力。此外，由于直流電的安全性問(wèn)題，直流化充電還需要更復(fù)雜的保護(hù)措施，以防止電動(dòng)汽車和用戶的安全受到威脅。

另一方面，雖然直流化充電可以提高充電速度，但是過(guò)快的充電可能會(huì)對(duì)電池的壽命和性能產(chǎn)生負(fù)面影響。因此，直流化充電需要配合高效的電池管理系統(tǒng)(BMS)和熱管理系統(tǒng)，以確保在快速充電的同時(shí)，電池的健康和穩(wěn)定得以保持。

此外，直流化充電對(duì)電網(wǎng)的負(fù)荷和穩(wěn)定性也可能產(chǎn)生影響。因?yàn)橹绷骰潆娦枰罅康碾娏Γ绻陔娋W(wǎng)的高峰期進(jìn)行充電，可能會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成壓力，甚至引發(fā)電網(wǎng)的不穩(wěn)定。因此，直流化充電需要配合智能的電網(wǎng)管理和調(diào)度系統(tǒng)，以確保電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

取消或保留OBC的優(yōu)缺點(diǎn)，來(lái)源：與非研究院

取消OBC的理念在電動(dòng)汽車設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中引發(fā)了討論。取消OBC可以有效降低電動(dòng)汽車的重量，提升充電效率，并有可能降低制造和維修成本，從而降低電動(dòng)汽車的總體擁有成本。但是，這是建立在充電基礎(chǔ)設(shè)施的完善和發(fā)展趨勢(shì)的基礎(chǔ)之上的。如果在某些地區(qū)，充電基礎(chǔ)設(shè)施還不夠完善，或者用戶還無(wú)法接受直流快充的使用習(xí)慣，那么取消OBC可能會(huì)帶來(lái)使用上的不便。電動(dòng)汽車制造商一直在使用OBC作為電動(dòng)汽車的一個(gè)核心部分。取消OBC，意味著他們需要對(duì)整車設(shè)計(jì)進(jìn)行大規(guī)模的改動(dòng)，這不僅需要大量的研發(fā)投入，也需要改變現(xiàn)有的生產(chǎn)線，造成大量的直接和間接成本。對(duì)于專門生產(chǎn)和銷售OBC的供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，取消OBC意味著他們需要尋找新的業(yè)務(wù)領(lǐng)域或者進(jìn)行產(chǎn)品轉(zhuǎn)型。這個(gè)過(guò)程中不可避免的會(huì)有大量的人力、物力和財(cái)力投入，也存在著很大的不確定性。

此外，對(duì)于現(xiàn)有的電動(dòng)汽車用戶來(lái)說(shuō)，如果公共充電設(shè)施主要依賴直流充電，而他們的汽車配備的是OBC，那么他們?cè)诔潆姇r(shí)可能會(huì)遇到許多問(wèn)題。目前大部分電動(dòng)汽車仍然使用的是OBC，如果現(xiàn)有的充電設(shè)施全部改為直流充電設(shè)施，那么這些用戶可能需要頻繁的尋找能夠充電的地方，這會(huì)大大降低電動(dòng)汽車的使用便利性。

OBC的技術(shù)趨勢(shì)與未來(lái)

最后，OBC的技術(shù)也在不斷進(jìn)步，例如制造商正在努力提升其轉(zhuǎn)換效率、減輕其重量、降低其成本，這些努力可能會(huì)抵消部分取消OBC的好處。因此，是否應(yīng)該取消OBC，需要根據(jù)電動(dòng)汽車的使用環(huán)境，以及充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)情況，進(jìn)行具體的分析和決策。

OBC的技術(shù)趨勢(shì)，來(lái)源：與非研究院

筆者的觀點(diǎn)：盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，OBC仍然是當(dāng)前電動(dòng)汽車不可或缺的一部分。隨著電動(dòng)汽車技術(shù)的發(fā)展，OBC的性能也在不斷提高，同時(shí)隨著新技術(shù)的應(yīng)用，例如硅碳復(fù)合材料和寬禁帶半導(dǎo)體等，未來(lái)的OBC可能會(huì)更加高效、小型化。通過(guò)SiC以及GaN技術(shù)的進(jìn)步，OBC最終將從汽車內(nèi)置變?yōu)榭梢苿?dòng)的外置設(shè)備，就如同快充在手機(jī)行業(yè)經(jīng)歷過(guò)的一樣。根據(jù)筆者與某家國(guó)際第三代半導(dǎo)體廠商的交流，這種變化也將帶動(dòng)車規(guī)級(jí)GaN在該應(yīng)用市場(chǎng)的快速爆發(fā)，而這個(gè)時(shí)間點(diǎn)可能在2年之后。