儘管車樁兩者幾乎同步增長，但「車多樁少」的尷尬現況仍制約著新能源汽車市場的爆發。今年上半年國內車樁比是1：3，距離國家倡導的2020年車樁比接近1：1仍有差距，充電樁產業將迎來較長的景氣周期。其中，充電模塊作為充電樁的核心器件，占充電系統成本的近50%，將會是本輪市場爆發的「最大贏家」。
充電基礎設施主要包括兩種：集中式充換電站和分散式充電樁。前者用於專用車的充電，例如公交車、計程車、環衛物流、城市公共、城際快充等；後者指私人用戶專用的消費類電樁，目前數量較為缺乏的正是此類電樁，主要解決電動乘用車難續航的問題。
當下，交流慢充和直流快充是國產充電樁中最常見的兩種充電模式。具體而言，交流樁通過車載充電機充電，輸出功率一般為7千瓦，單樁製造成本為800～1200元人民幣，但充電時長8～15小時。直流樁直接為電池充電，功率在60千瓦以上，滿電狀態僅需20～150分鐘；但單樁製造成本約5萬元人民幣，且會對電池造成損傷。
充電站的成本則更高，按照直流充電機每瓦0.8元人民幣、整個充電站有1000千瓦的容量計算，加上變電設施、鋪設專用電纜以及新建監控系統等(暫且不包括建設用地成本)，一個充電站的成本就達100萬元人民幣。而隨著充電站容量的增加，投資成本往往在數百萬元量級。
但無論是分散充電樁還是集成充電站，其硬體成本中占比最大的部件是充電模塊。
充電模塊，是充電樁硬體的核心設備，其核心功能是將電網中的交流電轉化成可以為電池充電的直流電，而內部的關鍵器件在於IGBT功率開關。簡單來說，當充電模塊工作時，三相交流電源經過整流濾波後，變成直流輸入電壓供給IGBT橋。控制器通過驅動電路作用於功率開關IGBT，使整流濾波後的直流電壓轉換成交流電壓，這時的交流電壓是脈寬調製的。接著，交流電壓經高頻變壓器的變壓隔離，再次經整流濾波得到直流脈衝，進而對電池組充電。
對於國內充電樁的發展瓶頸，來自國產充電模塊廠商蘇州東微半導體的研發應用部經理趙振強分享其個人見解。他認為，充電樁運營商前期投入巨大、回報周期長、利用率及成本高等因素均影響充電樁的發展。前期投入方面，由於電動汽車的保有量相對比較少，充電樁的利用率較低，投資建樁增速放緩；同時，投資建設充電樁牽涉了社會基礎設施建設等範圍，流程也非常複雜。用戶的便利性方面，充電需求主要集中在城市商業區中心、停車場、公路服務區等，而商業中心等區域對建設樁的審核要求較高。支付方式方面，不同的運營商支付的方式不統一，給用戶使用帶來不便利性，用戶減少，導致使用率低，形成惡性循環。
作為一項社會基礎設施，充電樁品質要過硬，且具備阻燃、耐候、耐低溫、電氣絕緣、耐老化等性能，這樣才能減輕事故傷害、經受極端惡劣天氣而不改變材質、保證質量、不易老化。況且隨著用戶實際的體驗，對續航提出更高的要求，使得充電樁新的需求功率不斷增大，功率的增大，對充電樁系統設計提出新的要求，如：充電樁系統效率提升、系統的可靠性、充電的溫度管理、壽命管理、高海拔及低溫環境對充電技術提出更嚴苛的挑戰。
蘇州東微半導體有限公司 研發應用部經理 趙振強
趙振強分析道，大功率充電對充電設施材料、器件和部件的特性提出更高的要求，如：材料具備阻燃、耐候、耐低溫、殼體絕緣、耐老化等性能；大電流情況下發熱引起系統壽命問題，涉及熱管理問題；充電電流加大以後，對電池的壽命也會造成影響以及對電池管理系統提出更高的要求和挑戰，需要電池技術的突破；另外，大電流、高電壓增加了連接電纜載流量和橫截面，增大系統體積，對於系統小型化均提出更高的挑戰。
技術挑戰五花八門，但關鍵還是在於如何滿足消費者的實際充電訴求，即如何提高充電樁的使用效率。趙振強向業者分享了兩個可嘗試的方向：「一方面，通過網際網路大數據技術平台，實現數據互聯互通，使得車主及用戶在一個終端APP看到最便利的充電樁使用情況和信息，例如運營商可以提供充電樁是否正常或異常、提供用戶報修等信息，運營商快速響應更新異常充電樁。另一方面，廠商需要對於充電模塊的控制特性進行定義和限制，減小系統故障率、更新老舊設備、合理的布局、使用的便捷性、科學的運營管理模式等等均需改善，以提高使用效率。」
縱觀國內，充電樁的迅速普及離不開國家政策層面上的利好與扶持。從2010年開始，中國充電樁產業走過了初步試水期、政策導向期，如今正邁向市場需求為主導的新階段。尤其是即將到來的2020年，國內各省市規劃的充電基礎設施建設基本完成以後，政策補貼將逐漸退場，乘用車需求上升並逐步超過商用車，充電樁企業「單打獨鬥」的時代或將來臨。
對此，趙振強表示，對生產製造企業來說，充電樁硬體的核心在於充電模塊，提升產品可靠性和競爭力是前提，這樣才能在市場中站穩腳跟；此外，硬體的智能化也需升級，以增強用戶體驗，提升市場占有率。對於充電樁運營商來說，智能化和信息化是充電運營發展的主要方向，依託網際網路大數據平台，使得用戶手機終端實際應用體驗便捷化、支付方式的便捷性、運營維護體系等建立。總的來說，中國充電樁的發展之路還很漫長，不必過於激進或悲觀。
當前，充電樁運營收入的主要來源是收取充電服務費，或在部分一線城市，通過實行燃油對價、峰谷電價、增值服務、平面廣告等措施，取得額外收入。隨著電動汽車充電需求快速增長，價格機制持續完善，以及補貼政策向後端充電環節傾斜，充電樁不僅可以從自身出發，提升增值服務，也可以從用戶服務體驗出發，組成「車-樁-網」的智能體驗；甚至還可以成為一個信息平台，承擔更多的社會角色。
展望未來，趙振強指出，從市場需求來看，近兩年新能源汽車市場需求呈現逆勢高增長趨勢，新能源汽車強勁增長為充電樁行業增長提供巨大的動力，縮短充電時間必定是發展趨勢之一，應當關注大功率充電、無線充電、移動充電等新興充電技術。與此同時，硬體、軟體系統標準統一實現是未來發展趨勢，充電樁製造廠商可以結合網際網路優勢，實現充電樁互聯互通，提升使用率，使得投資回報率有所提高。用戶層面，充電樁產業應提升現有商業模式，採用共享模式或優化投資環境，帶動網際網路企業與充電樁運營商合作的機會。另外，充電樁連接的不單純是一輛新能源車，通過通信連接後，它可以是能源變現的渠道，也可以是能源數據流量的導入埠，進而也可以是一個數據門戶的入口。有了網際網路的介入，充電樁將形成新的產業鏈，可以配合電動汽車的分時租賃、電動車4S店的增值服務、電子支付、大數據等，形成智慧城市的一個智能運維平台。
本文為《國際電子商情》2019年9月刊雜誌文章。