電動化進程加速帶動車載充電機（OBC）裝機量快速提升

在政策大力支持及技術(shù)不斷進步等因素影響下，中國新能源汽車供需兩旺，電動化進程持續(xù)加速，尤其是2021年以來，新能源汽車市場持續(xù)火爆。

新能源汽車銷量（萬輛）

車載充電機（OBC，On-board Charger）是指固定安裝在新能源汽車上的充電機，具有為新能源汽車動力電池提供安全、自動充滿電的能力。充電機依據(jù)電池管理系統(tǒng)（BMS）提供的數(shù)據(jù)，能動態(tài)調(diào)節(jié)充電電流或電壓參數(shù)，執(zhí)行相應(yīng)的動作，完成充電過程。使用交流充電樁充電的新能原汽車需要搭載車載充電機。

圖片來源：控安汽車

在新能源汽車行業(yè)中，除極個別情況，每輛新能源乘用車均需配置一套OBC（車載充電機）。隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的增長，OBC出貨量大幅提升。2022年上半年OBC裝機量為208.3萬套，同比增長1.1倍。

威邁斯車載充電機（OBC）

圖片來源：威邁斯官網(wǎng)

300億市場規(guī)模，五年翻三倍

國內(nèi)車載充電機屬于定制化產(chǎn)品，價格與產(chǎn)品功率、集成度呈正相關(guān)，通常在2000~5000元/臺之間。考慮到行業(yè)高功率、集成化的發(fā)展趨勢，保守假設(shè)車載充電機平均價值量穩(wěn)定在2500元，根據(jù)中汽協(xié)的預(yù)測數(shù)據(jù)，2022年中國新能源汽車銷量為500萬輛，則2022新能源汽車OBC市場規(guī)模約為125億元，到2026年達到300億元，市場潛力較大。

新能源汽車OBC市場規(guī)模（億元）

數(shù)據(jù)來源：芯八哥整理

國產(chǎn)廠商占據(jù)主導(dǎo)地位，第三方供應(yīng)商崛起

目前，我國新能源汽OBC行業(yè)競爭企業(yè)主要可分為兩類：一類為以比亞迪、特斯拉為代表的整車制造商，此類整車廠由于從事新能源汽車業(yè)務(wù)較早，在早期缺乏第三方供應(yīng)商的行業(yè)背景下，形成了垂直一體化的供應(yīng)鏈模式。另一類為以威邁斯、英搏爾為代表的第三方供應(yīng)商，具備自研OBC產(chǎn)品能力、有技術(shù)積累與渠道優(yōu)勢，專注于OBC產(chǎn)品的開發(fā)，可為主機廠直接供應(yīng)。

2022H1 國內(nèi) OBC 市場 CR3 合計占比過半

數(shù)據(jù)來源：NE時代

NE 時代數(shù)據(jù)，2022年上半年除比亞迪（弗迪動力）、特斯拉具備自供能力外，其他整車廠均選擇第三方供應(yīng)商為其供應(yīng)車載充電機產(chǎn)品。第三方供應(yīng)商中，威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技排名靠前，威邁斯出貨量超過 40 萬套，英搏爾出貨量也超過 20 萬套，較 2021年上半年出貨水平大幅度提升。

2022H1 弗迪動力、威邁斯 OBC 出貨較多（萬套）

數(shù)據(jù)來源：NE時代

從技術(shù)參數(shù)來看，輸出功率6.6kW的車載充電機已成國內(nèi)主流趨勢，同時各企業(yè)研發(fā)出二合一、三合一集成方案，目前最優(yōu)的二合一方案為6.6kW OBC +1.5kW DC/DC，三合一為6.6kW OBC+2kW DC/DC+PDU。

國內(nèi)主流廠商車載充電機基本技術(shù)參數(shù)

資料來源：控安汽車

車載充電機（OBC）帶來半導(dǎo)體元器件市場機會

OBC 的電路結(jié)構(gòu)由功率因數(shù)校正器 Power Factor Correction（PFC）和直流-直流轉(zhuǎn)換器（DC-DC）兩大部分組成。交流電先通過 PFC，利用整流器和功率校正進行處理，轉(zhuǎn)化為直流電，同時最大程度提高實際輸電效率，減小熱負載。通過 PFC處理后的電流經(jīng)過 DC-DC 進行輸出電壓和電池的充電電流的調(diào)整，最終實現(xiàn)在車端的交-直充電。

OBC 的結(jié)構(gòu)示意圖

資料來源：意法半導(dǎo)體，羅姆

二極管和 IGBT、 MOSFET 等功率半導(dǎo)體是 OBC 實現(xiàn)直-交變換的關(guān)鍵器件。 在 OBC中， 根據(jù)交流電源輸入、輸出功率、能效和成本目標(biāo)等要求，電路設(shè)計各不相同。以英飛凌的方案為例，PFC 電能轉(zhuǎn)換部分包括作為開關(guān)的 IGBT 或 MOSFET（2個）及肖特基二極管 SBD（6個）。當(dāng)需要實現(xiàn)雙向充電功能時，IGBT 增加一組，共四個以實現(xiàn)雙向變換，整流部分的二極管換為 MOSFET（2個）。在 DC-DC 部分，需將來自 PFC 的高壓直流轉(zhuǎn)換為適當(dāng)?shù)碾妷河糜诔潆姡?MOSFET（4個）及 SBD（4個）。上述硅基器件均可根據(jù)應(yīng)用需求替換為碳化硅器件。

OBC 的電路實現(xiàn)

資料來源： 英飛凌

OBC 輸出功率提升，碳化硅 MOSFET 優(yōu)勢明顯。 目前， 在功率不超過 6.6kW 的單向OBC 系統(tǒng)中，650V 硅基產(chǎn)品占主導(dǎo)地位，碳化硅 MOSFET 性能優(yōu)勢不明顯且價格比同規(guī)格硅基產(chǎn)品高 3-5 倍。然而，隨著對充電時間縮短和動力電池電壓提升，OBC逐步向三相輸入（11kW、22kW）演進，此時 SiC MOSFET 與硅基超結(jié) MOSFET 相比，在所有負載條件下平均總損耗是硅基方案的三分之一，且轉(zhuǎn)換效率更高，性能優(yōu)勢明顯。

車載充電機（OBC）帶來的元器件機會

資料來源：芯八哥整理

車載充電機（OBC）未來發(fā)展趨勢

目前市場主流車型搭載的車載充電機輸出功率由3.3kW向6.6kW升級。

市場主流車載充電機功率及適配車型

資料來源：控安汽車

車載充電機未來向著功率等級提升、尺寸小型化、雙向轉(zhuǎn)換和集成化的方向發(fā)展。

1、功率等級提升。由6.6kW提升至11kW，甚至到22kW，11kW采用一體化設(shè)計，目前市場上多以3個3.3kW OBC模塊并聯(lián)。

2、尺寸更小型化，功率密度更高。提高開關(guān)頻率，未來將引入寬禁帶半導(dǎo)體SiC(碳化硅)作為開關(guān)器件。

3、雙向車載充電功能。雙向變換功率6.6kW以上，轉(zhuǎn)換效率96%以上。

4、功能集成化，液冷將成主流熱管理方式。OBC和DC-DC二合一的集成化，產(chǎn)品整體功率性能上升，產(chǎn)熱更加顯著，液冷將取代風(fēng)冷成為更主流的熱管理方式。