В традиционной архитектуре 400 В постоянный магнитмоторысклонны к нагреву и размагничиванию в условиях сильного тока и высокой скорости, что затрудняет повышение общей мощности двигателя. Это дает возможность архитектуре 800 В достичь увеличенной мощности двигателя при той же силе тока. В архитектуре 800 Вмоторпредъявляются два основных требования: предотвращение коррозии подшипников и улучшение изоляционных характеристик.
Тенденции развития технологий:
Технологический маршрут обмотки двигателя: плоский провод. Двигатель с плоским проводом относится кмоторв котором используется статор с плоской медной обмоткой (в частности, синхронный двигатель с постоянными магнитами). По сравнению с двигателем с круглой проволокой двигатель с плоской проволокой имеет такие преимущества, как небольшой размер, высокая скорость заполнения пазов, высокая плотность мощности, хорошие характеристики NVH, а также лучшая теплопроводность и характеристики рассеивания тепла. Он может лучше соответствовать требованиям к производительности по легкому весу, высокой удельной 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 напряжение на валу высокое.
1. Тенденция в технологии охлаждения двигателя: масляное охлаждение. Масляное охлаждение устраняет недостатки технологии водяного охлаждения за счет уменьшения объема двигателя и увеличения мощности. Преимущество масляного охлаждения заключается в том, что масло обладает непроводящими и немагнитными свойствами, лучшими изоляционными характеристиками и может напрямую контактировать с внутренними компонентами двигателя. При тех же условиях эксплуатации внутренняя температура масла охлаждаласьмоторыпримерно на 15% ниже, чем у водоохлаждаемыхмоторы, что облегчает отвод тепла двигателем.
Электрическое управление: альтернативное решение SiC, демонстрирующее преимущества в производительности
Повысьте эффективность, уменьшите энергопотребление и уменьшите громкость. С развитием высоковольтной рабочей платформы для аккумуляторов напряжением 800 В 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 применении продуктов контроллера двигателя:
1. Позволяет повысить эффективность низких нагрузок в электронной системе управления, увеличивая запас хода автомобиля на 5-10%;
2. Увеличьте удельную мощность контроллера с 18 кВт/л до 45 кВт/л, что способствует миниатюризации;
3. Увеличить эффективность эффективной зоны на 85% на 6%, а эффективность зоны средней и низкой нагрузки увеличить 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 достигать 2,5 миллиардов юаней,
Среднегодовой темп роста за три года 189,9%
Для пространственного расчета контроллера двигателя для модели автомобиля с напряжением 800 В мы предполагаем, что:
1. Новый энергетический автомобиль под высоковольтной платформой оснащен комплектом контроллеров двигателей или узлом электропривода;
2. Стоимость одного автомобиля: исходя из доходов/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 продуктов электронного управления в будущем приведет к увеличению удельной стоимости продукции, мы предполагаем, что цена за единицу продукции составит 1145 юаней/комплект в 2022 году и увеличится в год на год.
По нашим расчетам, в 2025 году объем внутреннего и мирового рынка электроконтроллеров на платформе 800 В составит 1,154 млрд юаней и 2,486 млрд юаней соответственно. Среднегодовой темп роста на 22-25 годы составит 172,02% и 189,98%.
Источник питания автомобиля: применение устройства SiC, поддерживающее разработку 800 В.
С точки зрения улучшения характеристик продукта: по сравнению с традиционными кремниевыми МОП-трубками, МОП-трубки из карбида кремния обладают превосходными характеристиками, такими как низкое сопротивление проводимости, более высокое сопротивление напряжению, хорошие высокочастотные характеристики, устойчивость к высоким температурам и чрезвычайно малая емкость перехода. По сравнению с продуктами питания для транспортных средств (OBC), оснащенными устройствами на основе кремния, он может увеличить частоту переключения, уменьшить объем, уменьшить вес, улучшить удельную мощность и повысить эффективность. Например, частота коммутации увеличилась в 4-5 раз; Уменьшите громкость примерно в 2 раза; Уменьшить вес в 2 раза; Плотность мощности 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 на 800 В. Применение силовых устройств SiC в DC/DC также может обеспечить высокую устойчивость к напряжению, низкие потери и малый вес устройств.
С точки зрения обеспечения роста рынка: чтобы адаптироваться к традиционной системе быстрой зарядки постоянным током 400 В, автомобили, оснащенные платформой напряжения 800 В, должны быть оснащены дополнительным преобразователем постоянного тока в постоянный для повышения напряжения с 400 В до 800 В для быстрой зарядки аккумуляторов постоянным током. что еще больше увеличивает спрос на устройства постоянного/постоянного тока. В то же время высоковольтная платформа также способствовала обновлению бортовых зарядных устройств, внося новые дополнения в высоковольтные OBC.
Расчет места для электропитания транспортных средств: более 3 миллиардов юаней в космосе за 25 лет, среднегодовой темп роста вдвое за 22-25 лет.
Для пространственного расчета источника питания транспортного средства (преобразователь постоянного/постоянного тока и автомобильное зарядное устройство OBC) для модели транспортного средства с напряжением 800 В мы предполагаем, что:
Транспортное средство на новой энергии оснащено набором преобразователей постоянного тока в постоянный ток и бортовым зарядным устройством OBC или набором бортовых интегрированных устройств питания;
Рыночное пространство для продуктов питания транспортных средств = Продажи транспортных средств на новых источниках энергии × Стоимость отдельного транспортного средства соответствующего продукта;
Стоимость одного автомобиля: на основе выручки/объема продаж соответствующего продукта в годовом отчете Xinrui Technology за 2021 год. Среди них преобразователь постоянного тока стоит 1589,68 юаней/автомобиль; Стоимость бортового OBC составляет 2029,32 юаня за автомобиль.
По нашим расчетам, в 2025 году внутренний и мировой рынок преобразователей постоянного тока в постоянный ток в рамках платформы 800 В составит 1,588 млрд юаней и 3,422 млрд юаней соответственно, при этом среднегодовой темп роста составит 170,94% и 188,83% с 2022 по 2025 год; Внутренний и мировой рынок бортовых зарядных устройств OBC составляет 2,027 млрд юаней и 4,369 млрд юаней соответственно, при этом среднегодовой темп роста составит 170,94% и 188,83% в период с 2022 по 2025 год.
Реле: увеличение объемных цен при тенденции к высокому напряжению
Реле высокого напряжения постоянного тока является основным компонентом транспортных средств на новых источниках энергии, в одном автомобиле используется 5–8 автомобилей. Высоковольтное реле постоянного тока является предохранительным клапаном для транспортных средств на новых источниках энергии, которое переходит во включенное состояние во время работы транспортного средства и может отделить систему накопления энергии от электрической системы в случае неисправности транспортного средства. В настоящее время транспортные средства на новых источниках энергии должны быть оборудованы 5-8 реле высокого напряжения постоянного тока (в том числе 1-2 главных реле для аварийного переключения высоковольтной цепи в случае аварий или неисправностей цепи; 1 предварительное зарядное устройство для совместного использования ударная нагрузка главного реле; 1-2 устройства быстрой зарядки для изоляции высокого напряжения при внезапных нарушениях в цепи; 1-2 обычных реле зарядки и 1 реле высоковольтной системы вспомогательной машины).
Расчет ретрансляционного пространства: 3 млрд юаней в космосе в течение 25 лет, среднегодовой темп роста превысит 2 раза за 22-25 лет.
Для расчета места реле под модель автомобиля 800В примем, что:
Транспортные средства с высоким напряжением на новых источниках энергии должны быть оснащены 5-8 реле, поэтому мы выбираем среднее значение, при этом на одно транспортное средство требуется 6 реле;
2. Учитывая увеличение стоимости реле постоянного тока на транспортное средство в связи с продвижением платформ высоковольтных реле в будущем, мы предполагаем цену за единицу в 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 приблизится к 3 млрд юаней при среднегодовом темпе роста 202,6%.
Тонкопленочные конденсаторы: первый выбор в области новой энергетики
Тонкие пленки стали предпочтительной альтернативой электролизу в области новой энергетики. Основным компонентом электронной системы управления транспортных средств на новых источниках энергии является инвертор. Если колебания напряжения на шине превысят допустимый диапазон, это приведет к повреждению IGBT. Поэтому необходимо использовать конденсаторы для сглаживания и фильтрации выходного напряжения выпрямителя и поглощения импульсного тока большой амплитуды. В области инверторов обычно требуются конденсаторы с высокой устойчивостью к перенапряжению, высокой безопасностью, длительным сроком службы и устойчивостью к высоким температурам. Тонкопленочные конденсаторы могут лучше соответствовать вышеуказанным требованиям, что делает их предпочтительным выбором в области новой энергетики.
Использование отдельных транспортных средств постепенно увеличивается, а спрос на тонкопленочные конденсаторы будет намного выше, чем темпы роста индустрии транспортных средств на новой энергии. Спрос на высоковольтные платформы для транспортных средств на новой энергии увеличился, в то время как высококлассные электромобили, оснащенные высоковольтной быстрой зарядкой, обычно должны быть оснащены 2-4 тонкопленочными конденсаторами. Тонкопленочные конденсаторы будут пользоваться большим спросом, чем автомобили, работающие на новых источниках энергии.
Спрос на тонкопленочные конденсаторы: быстрая зарядка высоким напряжением обеспечивает новый рост: AGR составит 189,2% в течение 22-25 лет
Для пространственного расчета тонкопленочных конденсаторов для модели автомобиля с напряжением 800 В мы предполагаем, что:
1. Цена тонкопленочных конденсаторов варьируется в зависимости от модели автомобиля и мощности двигателя. Чем выше мощность, тем выше ценность и, соответственно, выше цена. Предполагая, что средняя цена составляет 300 юаней;
2. Спрос на новые энергетические автомобили с быстрой зарядкой под высоким давлением составляет 2-4 единицы на единицу, и мы предполагаем средний спрос на уровне 3 единиц на единицу.
Согласно нашим расчетам, объем пленочных конденсаторов, обеспечиваемый моделью быстрой зарядки 800 В в 2025 году, составит 1,937 млрд юаней, при этом среднегодовой темп роста = 189,2%.
Высоковольтные разъемы: улучшение использования и производительности
Разъемы высокого напряжения подобны кровеносным сосудам в организме человека, их функция — непрерывная передача энергии от аккумуляторной системы к различным системам.
Что касается дозировки. В настоящее время вся архитектура систем автомобиля по-прежнему в основном основана на напряжении 400 В. Чтобы удовлетворить потребность в быстрой зарядке 800 В, требуется преобразователь напряжения постоянного тока с 800 В на 400 В, что увеличивает количество разъемов. Таким образом, высоковольтный разъем ASP транспортных средств на новой энергии с архитектурой 800 В будет значительно улучшен. По нашим оценкам, стоимость одного автомобиля составляет около 3000 юаней (стоимость традиционных транспортных средств, работающих на топливе, составляет около 1000 юаней).
В плане технологий. Требования к соединителям в высоковольтных системах включают:
1. Обладают высоким напряжением и высоким током;
2. Реализация функций защиты высокого уровня в различных условиях работы;
Обладают хорошими характеристиками электромагнитного экранирования. Таким образом, чтобы удовлетворить требования к производительности в рамках тенденции 800 В, технологическая итерация высоковольтных разъемов неизбежна.
Предохранители: повышенная скорость проникновения новых предохранителей.
Предохранители — это «предохранители» транспортных средств на новой энергии. Предохранитель – это электрическое устройство, которое, когда ток в системе превышает номинальное значение, образующееся тепло плавит расплав, достигая цели размыкания цепи.
Возросла скорость проникновения новых взрывателей. Предохранитель возбуждения срабатывает под действием электрического сигнала, активируя устройство возбуждения, позволяя ему высвободить накопленную энергию. За счет механической силы он быстро создает разрыв и завершает гашение дуги при большом токе повреждения, тем самым отсекая ток и обеспечивая защитное действие. По сравнению с традиционными предохранителями конденсатор возбуждения имеет небольшой размер, низкое энергопотребление, большую пропускную способность по току, устойчивость к сильным токам, быстрое действие и контролируемое время защиты, что делает его более подходящим для систем высокого напряжения. В соответствии с тенденцией к архитектуре 800 В уровень проникновения на рынок стимулирующих предохранителей будет быстро увеличиваться, и ожидается, что стоимость одного автомобиля достигнет 250 юаней.
Расчет места для предохранителей и высоковольтных разъемов: среднегодовой темп роста = 189,2% от 22 до 25 лет.
Для пространственного расчета предохранителей и высоковольтных разъемов под модель автомобиля 800В принимаем, что:
1. Стоимость высоковольтных разъемов для одного автомобиля составляет около 3000 юаней/автомобиль;
2. Стоимость предохранителя для одного автомобиля составляет около 250 юаней/автомобиль;
По нашим расчетам, рыночная площадь высоковольтных разъемов и предохранителей, создаваемых моделью быстрой зарядки 800 В, в 2025 году составит 6,458 млрд юаней и 538 млн юаней соответственно, при этом среднегодовой темп роста = 189,2%.
Время публикации: 10 ноября 2023 г.
