La cadena industrial del poste de carga
Los fabricantes de componentes y equipos necesarios para construir y operar el poste de carga se encuentran en la fase inicial de la cadena de la industria automovilística; en la fase intermedia están los operadores de recarga; en la fase final de la cadena de la industria se encuentran los diversos escenarios de recarga que implican a todo tipo de usuarios de vehículos eléctricos, incluidas las empresas de vehículos de nueva energía y los consumidores individuales. Entre ellos, los fabricantes de componentes de equipos (lado de los equipos) y los operadores de postes de carga (lado de las operaciones) son los eslabones más importantes de la cadena de la industria de postes de carga.
Hay muchos fabricantes de componentes de postes de carga y el panorama está fragmentado, con plena competencia entre las empresas. Algunas empresas operadoras de postes de carga intermedias han empezado a integrar la cadena de la industria, a desarrollar negocios previos y a producir sus propios equipos de carga antes de llevar a cabo las operaciones posteriores.
El lado del dispositivo de poste de carga
Hay varias formas de clasificar los postes de carga, según las diferentes tecnologías de carga, los postes de carga se pueden dividir en postes de carga de CC, postes de carga de CA, postes de carga inalámbricos, etc. El modo de carga principal actual es la carga de CA y la carga de CC.
Poste de carga de CA
El poste de carga de CA es un dispositivo de suministro de energía que se fija fuera del vehículo eléctrico y se conecta a la red para suministrar energía de CA al cargador de a bordo del vehículo eléctrico. El poste de carga de CA sólo proporciona salida de potencia y no tiene función de carga; debe conectarse al cargador de a bordo para cargar la bateria coche electrico. La recarga con corriente alterna se caracteriza por una baja potencia de carga y largos tiempos de recarga, pero el coste de los equipos de recarga es bajo.
El poste de carga CA tiene una estructura sencilla, formada por una placa principal de control, circuitos eléctricos de entrada y salida, conectores de carga, unidades de interacción hombre-máquina y otros componentes. El núcleo es la placa base, que supone casi el 30% del coste, seguida de los cables de las pistolas y la carcasa, que también suponen alrededor del 30% del coste respectivamente. La placa principal, además de medir la energía eléctrica, también proporciona protección contra sobretensión de entrada, protección contra sobrecorriente de entrada, protección contra sobretensión, protección contra cortocircuito de salida, protección contra sobretemperatura, protección contra reflujo, protección activa de la batería y otras funciones.
Según los datos, a finales de 2021 habrá 1,45 millones de postes de carga privado en China, con más de 350 ciudades atendidas por el proveedor de servicios de carga doméstica/comunitaria con mayor cobertura de servicios de carga de China.
Poste de carga de CC
Los componentes básicos del poste de carga de CC incluyen: unidad de potencia, unidad de control, unidad de medición, interfaz de carga, interfaz de alimentación e interfaz hombre-máquina. La unidad de potencia es el módulo de carga de CC y la unidad de control es el controlador de poste de carga. Además de los componentes básicos mencionados, un poste de carga de CC tiene otros componentes menores importantes, como piezas de chapa, fusibles, relés y dispositivos de protección contra rayos.
El propio poste de carga de CC es un producto de integración de sistemas y, además de los dos componentes «módulo de carga de CC» y «controlador de poste de carga» que forman el núcleo de la tecnología, el diseño estructural es también uno de los puntos clave en el diseño de fiabilidad de todo el poste. El diseño estructural es también uno de los puntos clave en el diseño de la fiabilidad del pilote.
El poste de carga de CC tiene una tensión de entrada de 380 V, una potencia de 60 kW o más y tarda sólo entre 20 y 150 minutos en cargarse por completo. El poste de carga de CC es adecuado para escenarios con requisitos de tiempo de carga elevados, como estaciones de carga para vehículos operativos como taxis, autobuses y vehículos logísticos, así como poste de carga público para turismos. Los módulos de carga individuales no pueden satisfacer los requisitos de potencia, por lo que es necesario conectar varios módulos de carga en paralelo y un bus CAN para igualar el flujo de varios módulos a fin de lograr una carga de alta potencia y alta corriente.
Poste de carga CA versus poste de carga CC
El poste de carga de CA requiere el uso de un cargador de a bordo para la carga, el poste de carga rápido de CC no requiere este equipo. La diferencia en la velocidad de carga entre los dos es significativa, ya que un vehículo eléctrico puro completamente descargado (batería de capacidad normal) tarda 8 horas en cargarse por completo con el poste de carga de CA, frente a los 20 a 150 minutos del poste de carga rápida de CC. El poste de carga de CA proporciona la entrada eléctrica al cargador del vehículo eléctrico, lo que no permite una carga rápida ya que el cargador de a bordo no es muy potente.
El poste de carga rápida de CC es un dispositivo de suministro de energía que se instala de forma fija en el exterior del vehículo eléctrico y se conecta a la red de CA para suministrar energía de CC a la batería de alimentación de un vehículo eléctrico no automotor. El poste de carga de CC puede suministrar suficiente energía con una amplia gama de ajustes de tensión y corriente para lograr los requisitos de la carga rápida.
Módulos CC
El rendimiento del módulo de carga no sólo tiene un impacto directo en el rendimiento global del poste de carga, sino que también está vinculado a cuestiones de seguridad de carga. Al mismo tiempo, el módulo de carga representa más de la mitad del coste total del poste de carga y es uno de los núcleos técnicos clave del poste de carga. Con el aumento de la capacidad de las baterías y del multiplicador de carga de los vehículos eléctricos en los últimos años, la tendencia de desarrollo del mercado de módulos de carga ha evolucionado gradualmente hacia la alta potencia.
En la actualidad, los módulos de carga de China han pasado por tres generaciones de desarrollo, desde la primera generación de 7,5 kW a la segunda generación de 15/20 kW, y ahora están en la segunda generación a la tercera generación de 30/40 kW período de conversión, el mercado chino actual, los módulos de 20 kW ocupan alrededor del 60% de la capacidad del mercado, la capacidad restante de una gran proporción de 30 kW ocupados por, y parte del módulo de 40 kW.
El interruptor de potencia IGBT es un componente clave del módulo de carga y es el dispositivo central que desempeña un papel en la conversión y transmisión de potencia durante el proceso de carga, representando más del 20% del coste del módulo de carga, y actualmente hay una gran dependencia de las importaciones de IGBT.
Componentes del coste de poste de carga
El principal coste de la construcción de un poste de carga es el coste del equipamiento de hardware del poste de carga, que representa más del 90%. El módulo de carga es el equipo central y la principal fuente de costes del poste de carga, representando entre el 45% y el 55% del coste del hardware del poste de carga para vehículos de nueva energía.
Fabricantes de equipos de carga
El umbral técnico en el extremo de los equipos de recarga es relativamente bajo, con un alto grado de normalización de los productos y un gran número de proveedores, lo que da lugar a un mercado más competitivo. Debido al bajo umbral de equipamiento, existe un solapamiento parcial entre los fabricantes de equipos originales y de componentes de poste de carga, y los operadores de construcción intermedios y posteriores.
El lado operativo de poste de carga
Los principales modelos de negocio actuales incluyen el modelo dirigido por el operador, el modelo dirigido por el vehículo y el modelo dirigido por la plataforma de servicios de recarga de terceros. El modelo dirigido por el operador es el principal modelo operativo en el mercado en este momento, pero tiene una única fuente de ingresos y un pequeño número de operadores líderes dominan actualmente el mercado de poste de carga bajo este modelo. El modelo basado en la empresa automovilística se aplica principalmente a las empresas de vehículos eléctricos más maduras, y se utiliza para ofrecer una mejor experiencia de recarga a los propietarios de vehículos.
En el modelo dirigido por plataformas de servicios de carga de terceros, la plataforma de carga generalmente no participa directamente en la inversión y construcción del poste de carga, sino que conecta el poste de carga de los principales operadores a su propia plataforma SaaS a través de su propia capacidad de integración de recursos, y proporciona valor comercial basado en la gestión inteligente, operando en la mayoría de los casos como un activo ligero.
En la actualidad, el beneficio de los operadores de poste de carga procede principalmente de las tarifas de servicio, el diferencial de potencia y los servicios de valor añadido, de los cuales el cobro de la electricidad y las tarifas de servicio es la forma más básica de beneficio para la mayoría de los operadores, pero debido al elevado coste de inversión inicial del poste de carga, el largo periodo de amortización y la baja eficiencia del uso del poste de carga, por lo que las empresas operadoras de poste de carga del mercado La mayoría de los operadores de poste de carga se encuentran en una situación deficitaria.
Los servicios de valor añadido incluyen los servicios de seguros de poste de carga que utilizan publicidad, etc., y la prestación de servicios como el alquiler y el mantenimiento de transportes, pero no son muy rentables. Por ello, los operadores de poste de carga están buscando formas de ganar dinero más allá del negocio de cobro y están ampliando otros servicios de valor añadido para aumentar la fidelidad de los clientes y aumentar la cantidad de valor por cliente.
En términos de inversión en estaciones de recarga, para estaciones de recarga de cierta escala, la inversión consta de cuatro módulos, a saber, la subestación y el sistema de distribución, el sistema de recarga, el sistema de monitorización de la estación de recarga y el sistema de infraestructura. Suponiendo que toda la estación de recarga tenga una capacidad de 1000KW, el coste de una estación de recarga es de 1,1 RMB/W para una sola pila, más las instalaciones de la subestación, el tendido de cables especiales y los nuevos sistemas de monitorización, etc. El retorno de la inversión actual para las estaciones de recarga de transporte público es relativamente corto, de unos 3 años, y de 3-5 años para las estaciones de recarga públicas.
Si nos fijamos en la estructura de costes de la estación de carga, ésta representa más del 50%. Según las estadísticas, el coste de la estación de carga es principalmente poste de carga 51,22%, transformador 9,76%, filtro activo APF 7,32% y compensación de potencia reactiva 7,32%, los cuatro componentes representan un total de 75,62%, el resto de los componentes cuestan menos del 5%.
En cuanto a los patrones de propiedad de los puestos de carga, el número de poste de carga privados es ligeramente superior al de los públicos en China.
Según las estadísticas, en el caso de poste de carga públicos, los dos tipos principales de poste de carga, los puestos de carga CC y los puestos de carga CA, tienen una estructura relativamente estable. Se contabilizaron 931.000 postes de carga CA y 704.000 CC, lo que representa el 68,2% y el 31,8% respectivamente.
