В традиционной архитектуре 400 В постоянный магнитмоторысклонны к нагреву и размагничиванию в условиях высокого тока и высокой скорости, что затрудняет повышение общей мощности двигателя. Это дает возможность архитектуре 800 В достичь повышенной мощности двигателя при той же интенсивности тока. В архитектуре 800 Вмоторпредъявляются два основных требования: предотвращение коррозии подшипников и улучшение изоляционных характеристик.
Тенденции развития технологий:
Процесс намотки двигателя: плоский провод. Двигатель с плоским проводом относится кмоторкоторый использует плоский медный обмотки статора (в частности, синхронный двигатель с постоянными магнитами). По сравнению с двигателем с круглым проводом, двигатель с плоским проводом имеет такие преимущества, как малый размер, высокая скорость заполнения пазов, высокая плотность мощности, хорошие характеристики NVH и лучшая теплопроводность и характеристики рассеивания тепла. Он может лучше соответствовать стремлению к производительности в виде легкого веса, высокой плотности мощности и другим требованиям к производительности на платформах высокого напряжения. В то же время он может облегчить проблему коррозии подшипников, вызванную разрушением масляной пленки и образованием тока на валу при высоком напряжении вала.
1.Тенденция технологии охлаждения двигателя: масляное охлаждение. Масляное охлаждение решает недостатки технологии водяного охлаждения за счет уменьшения объема двигателя и увеличения мощности. Преимущество масляного охлаждения заключается в том, что масло имеет непроводящие и немагнитные свойства, лучшие изоляционные характеристики и может напрямую контактировать с внутренними компонентами двигателя. При тех же условиях эксплуатации внутренние температуры охлаждаемых масломмоторыпримерно на 15% ниже, чем у водоохлаждаемыхмоторы, что облегчает отвод тепла двигателем.
Электрическое управление: альтернативное решение на основе SiC, демонстрирующее преимущества производительности
Повышение эффективности, снижение энергопотребления и уменьшение объема. С развитием рабочей платформы высокого напряжения 800 В для аккумуляторов были выдвинуты более высокие требования к компонентам, связанным с электроприводом и электронным управлением.
По данным Fodie Power, устройства из карбида кремния имеют следующие преимущества при использовании в изделиях для управления двигателями:
1. Позволяет повысить эффективность работы электронной системы управления при низких нагрузках, увеличивая запас хода автомобиля на 5–10%;
2. Увеличить удельную мощность контроллера с 18 кВт/л до 45 кВт/л, что способствует миниатюризации;
3. Увеличить КПД эффективной зоны, составляющей 85% на 6%, и увеличить КПД зоны средней и низкой нагрузки на 10%;
4. Объем прототипа электронного управления из карбида кремния уменьшен на 40%, что может эффективно улучшить использование пространства и способствовать развитию тенденции миниатюризации.
Расчет пространства электрического управления: размер рынка может достичь 2,5 млрд юаней,
Среднегодовой темп роста за три года: 189,9%
Для пространственного расчета контроллера двигателя в модели транспортного средства 800 В предположим, что:
1. Новое энергетическое транспортное средство на высоковольтной платформе оснащено набором контроллеров двигателей или узлом электропривода;
2. Стоимость одного автомобиля: на основе выручки/продаж соответствующих продуктов, объявленных в годовом отчете Intel за 2021 год, стоимость составляет 1141,29 юаней/комплект. Учитывая, что популяризация и продвижение устройств из карбида кремния в области электронных управляющих продуктов в будущем приведет к увеличению стоимости единицы продукции, мы предполагаем, что цена за единицу составит 1145 юаней/комплект в 2022 году и будет увеличиваться с каждым годом.
По нашим расчетам, в 2025 году внутренний и мировой рынок электрических контроллеров на платформе 800 В составит 1,154 млрд юаней и 2,486 млрд юаней соответственно. CAGR за 22-25 годы составит 172,02% и 189,98%.
Источник питания транспортного средства: применение устройств SiC, поддерживающих развитие 800 В
С точки зрения улучшения характеристик продукта: по сравнению с традиционными кремниевыми МОП-трубками, кремниевые карбид-кремниевые МОП-трубки обладают превосходными характеристиками, такими как низкое сопротивление проводимости, более высокое сопротивление напряжению, хорошие высокочастотные характеристики, высокая термостойкость и чрезвычайно малая емкость перехода. По сравнению с продуктами питания в транспортных средствах (OBC), оснащенными устройствами на основе Si, они могут увеличить частоту переключения, уменьшить объем, уменьшить вес, улучшить плотность мощности и повысить эффективность. Например, частота переключения увеличилась в 4-5 раз; Уменьшить объем примерно в 2 раза; Уменьшить вес в 2 раза; Плотность мощности была увеличена с 2,1 до 3,3 кВт/л; Повышение эффективности на 3%+.
Применение устройств SiC может помочь автомобильным силовым продуктам соответствовать таким тенденциям, как высокая плотность мощности, высокая эффективность преобразования и легкая миниатюризация, а также лучше адаптироваться к потребностям быстрой зарядки и разработке платформ 800 В. Применение устройств SiC в DC/DC может также обеспечить высокое сопротивление напряжению, низкие потери и малый вес устройств.
С точки зрения создания роста рынка: для адаптации к традиционной быстрой зарядке 400 В постоянного тока, транспортные средства, оснащенные платформой напряжения 800 В, должны быть оснащены дополнительным преобразователем постоянного тока в постоянный для повышения напряжения 400 В до 800 В для быстрой зарядки аккумуляторов постоянного тока, что еще больше увеличивает спрос на устройства постоянного тока в постоянный. В то же время, высоковольтная платформа также способствовала модернизации бортовых зарядных устройств, привнося новые дополнения в высоковольтные OBC.
Расчет космического энергоснабжения транспортных средств: более 3 млрд юаней в космосе за 25 лет, удвоение среднегодового темпа роста за 22–25 лет
Для пространственного расчета продукта электропитания транспортного средства (DC/DC-преобразователь и автомобильное зарядное устройство OBC) в модели транспортного средства 800 В мы предполагаем, что:
Новое энергетическое транспортное средство оснащено набором DC/DC-преобразователей и бортовым зарядным устройством OBC или набором бортовых силовых интегрированных продуктов;
Рыночное пространство для транспортных средств с силовой установкой = Продажи транспортных средств на новых источниках энергии × Стоимость отдельного транспортного средства с соответствующим продуктом;
Стоимость одного автомобиля: на основе объема выручки/продаж соответствующего продукта в годовом отчете Xinrui Technology за 2021 год. Среди них DC/DC-преобразователь составляет 1589,68 юаней/автомобиль; бортовой OBC составляет 2029,32 юаней/автомобиль.
По нашим расчетам, в рамках платформы 800 В в 2025 году объем внутреннего и мирового рынка DC/DC-преобразователей составит 1,588 млрд юаней и 3,422 млрд юаней соответственно, при среднегодовом темпе роста 170,94% и 188,83% в период с 2022 по 2025 год; объем внутреннего и мирового рынка бортовых зарядных устройств OBC составит 2,027 млрд юаней и 4,369 млрд юаней соответственно, при среднегодовом темпе роста 170,94% и 188,83% в период с 2022 по 2025 год.
Реле: рост объемных цен в условиях высокого напряжения
Высоковольтное реле постоянного тока является основным компонентом новых энергетических транспортных средств, с использованием одного транспортного средства 5-8. Высоковольтное реле постоянного тока является предохранительным клапаном для новых энергетических транспортных средств, который переходит в подключенное состояние во время работы транспортного средства и может отделить систему хранения энергии от электрической системы в случае отказа транспортного средства. В настоящее время новые энергетические транспортные средства должны быть оснащены 5-8 высоковольтными реле постоянного тока (включая 1-2 главных реле для аварийного переключения высоковольтной цепи в случае аварий или неисправностей цепи; 1 предварительное зарядное устройство для распределения ударной нагрузки главного реле; 1-2 быстрых зарядных устройства для изоляции высокого напряжения в случае внезапных неисправностей цепи; 1-2 обычных зарядных реле; и 1 вспомогательное реле высоковольтной системы).
Расчет релейного космоса: 3 млрд юаней в космосе в течение 25 лет, с CAGR, превышающим 2 раза за 22-25 лет
Для расчета пространства реле в модели транспортного средства 800 В предположим, что:
Высоковольтные новые энергетические транспортные средства должны быть оснащены 5-8 реле, поэтому мы выбираем среднее значение, при потребности одного транспортного средства в 6 реле;
2. Учитывая рост стоимости реле постоянного тока на транспортное средство в связи с продвижением платформ высоковольтных реле в будущем, мы предполагаем цену за единицу в размере 200 юаней за единицу в 2022 году и увеличиваем ее из года в год;
По нашим расчетам, объем рынка высоковольтных реле постоянного тока на платформе 800 В в 2025 году составит около 3 млрд юаней, а среднегодовой темп роста составит 202,6%.
Тонкопленочные конденсаторы: лучший выбор в области новой энергетики
Тонкие пленки стали предпочтительной альтернативой электролизу в области новой энергетики. Основным компонентом электронной системы управления транспортных средств на новой энергии является инвертор. Если колебания напряжения на шине превышают допустимый диапазон, это приведет к повреждению IGBT. Поэтому необходимо использовать конденсаторы для сглаживания и фильтрации выходного напряжения выпрямителя, а также для поглощения импульсного тока высокой амплитуды. В области инвертора обычно требуются конденсаторы с высокой устойчивостью к перенапряжению, высокой безопасностью, длительным сроком службы и высокой температурной устойчивостью. Тонкопленочные конденсаторы могут лучше соответствовать вышеуказанным требованиям, что делает их предпочтительным выбором в области новой энергетики.
Использование отдельных транспортных средств постепенно увеличивается, и спрос на тонкопленочные конденсаторы будет намного выше, чем темпы роста отрасли новых энергетических транспортных средств. Спрос на платформы высоковольтных новых энергетических транспортных средств увеличился, в то время как высококлассные электромобили, оснащенные высоковольтной быстрой зарядкой, как правило, должны быть оснащены 2-4 тонкопленочными конденсаторами. Продукция с тонкопленочными конденсаторами будет сталкиваться с большим спросом, чем новые энергетические транспортные средства.
Спрос на тонкопленочные конденсаторы: быстрая зарядка высоким напряжением обеспечивает новый рост с годовым темпом роста 189,2% в течение 22–25 лет
Для пространственного расчета тонкопленочных конденсаторов в модели автомобиля напряжением 800 В предположим, что:
1. Цена тонкопленочных конденсаторов варьируется в зависимости от различных моделей транспортных средств и мощности двигателя. Чем выше мощность, тем выше значение, и соответственно выше цена. Предположим, что средняя цена составляет 300 юаней;
2. Спрос на новые энергетические транспортные средства с быстрой зарядкой под высоким давлением составляет 2–4 единицы на единицу, и мы предполагаем средний спрос в размере 3 единиц на единицу.
По нашим расчетам, объем рынка пленочных конденсаторов, который принесет модель быстрой зарядки 800 В в 2025 году, составит 1,937 млрд юаней, при среднегодовом темпе роста 189,2%.
Высоковольтные разъемы: улучшение использования и производительности
Высоковольтные разъемы подобны кровеносным сосудам в организме человека, их функция заключается в непрерывной передаче энергии от аккумуляторной системы к различным системам.
С точки зрения дозировки. В настоящее время вся архитектура системы транспортного средства по-прежнему в основном основана на 400 В. Для того, чтобы удовлетворить спрос на быструю зарядку 800 В, требуется преобразователь напряжения DC/DC с 800 В на 400 В, тем самым увеличивая количество разъемов. Поэтому высоковольтный разъем ASP новых энергетических транспортных средств в архитектуре 800 В будет значительно улучшен. Мы оцениваем, что стоимость одного автомобиля составляет около 3000 юаней (транспортные средства на традиционном топливе имеют стоимость около 1000 юаней).
С точки зрения технологии. Требования к соединителям в высоковольтных системах включают:
1. Обладают высокими характеристиками напряжения и тока;
2. Реализовать функции защиты высокого уровня в различных условиях работы;
Обладают хорошими характеристиками электромагнитного экранирования. Поэтому для соответствия требованиям к производительности в рамках тенденции 800 В технологическая итерация высоковольтных разъемов неизбежна.
Взрыватели: повышенная проникающая способность новых взрывателей
Предохранители — это «предохранители» новых энергетических транспортных средств. Предохранитель — это электрическое устройство, которое, когда ток в системе превышает номинальное значение, вырабатываемое тепло расплавляет расплав, достигая цели отключения цепи.
Скорость проникновения новых предохранителей увеличилась. Предохранитель возбуждения срабатывает под действием электрического сигнала, чтобы активировать устройство возбуждения, позволяя ему высвобождать накопленную энергию. С помощью механической силы он быстро генерирует разрыв и завершает гашение дуги большого тока короткого замыкания, тем самым отключая ток и достигая защитного действия. По сравнению с традиционными предохранителями конденсатор возбуждения имеет такие характеристики, как небольшой размер, низкое энергопотребление, большую пропускную способность по току, устойчивость к большим ударам тока, быстрое действие и контролируемое время защиты, что делает его более подходящим для систем высокого напряжения. В соответствии с тенденцией архитектуры 800 В скорость проникновения на рынок стимулирующих предохранителей будет быстро расти, и ожидается, что стоимость одного транспортного средства достигнет 250 юаней.
Расчет пространства для предохранителей и высоковольтных разъемов: CAGR=189,2% от 22 до 25 лет
Для пространственного расчета предохранителей и высоковольтных разъемов в модели транспортного средства напряжением 800 В предполагаем, что:
1. Стоимость высоковольтных разъемов для одного транспортного средства составляет около 3000 юаней/транспортное средство;
2. Стоимость предохранителя для одного транспортного средства составляет около 250 юаней за транспортное средство;
По нашим расчетам, объем рынка высоковольтных разъемов и предохранителей, обеспечиваемый моделью быстрой зарядки 800 В, в 2025 году составит 6,458 млрд юаней и 538 млн юаней соответственно, при среднегодовом темпе роста 189,2%.
Время публикации: 10 ноября 2023 г.
