W tradycyjnej architekturze 400 V magnes trwałysilnikisą podatne na nagrzewanie i rozmagnesowanie w warunkach wysokiego prądu i dużej prędkości, co utrudnia poprawę ogólnej mocy silnika. Daje to architekturze 800 V możliwość osiągnięcia zwiększonej mocy silnika przy takim samym natężeniu prądu. W architekturze 800 V,silnikmusi sprostać dwóm głównym wyzwaniom: zapobieganiu korozji łożysk i poprawie właściwości izolacyjnych.
Trendy w technologiach:
Proces uzwojenia silnika: drut płaski. Silnik z drutem płaskim odnosi się dosilnikktóry wykorzystuje płaski miedziany stojan uzwojenia (konkretnie silnik synchroniczny z magnesami trwałymi). W porównaniu z silnikiem z przewodem okrągłym, silnik z przewodem płaskim ma zalety, takie jak mały rozmiar, wysoki współczynnik wypełnienia szczelin, wysoka gęstość mocy, dobra wydajność NVH oraz lepsza przewodność cieplna i wydajność rozpraszania ciepła. Może lepiej sprostać wymaganiom wydajnościowym w zakresie lekkości, wysokiej gęstości mocy i innych wymagań wydajnościowych w ramach platform wysokiego napięcia. Jednocześnie może złagodzić problem korozji łożysk spowodowany rozpadem filmu olejowego i powstawaniem prądu wału, gdy napięcie wału jest wysokie.
1. Trend w technologii chłodzenia silnika: chłodzenie olejem. Chłodzenie olejem rozwiązuje wady technologii chłodzenia wodnego poprzez zmniejszenie objętości silnika i zwiększenie mocy. Zaletą chłodzenia olejem jest to, że olej ma właściwości nieprzewodzące i niemagnetyczne, lepsze właściwości izolacyjne i może bezpośrednio stykać się z wewnętrznymi elementami silnika. W tych samych warunkach pracy temperatury wewnętrzne chłodzonego olejusilnikisą o około 15% niższe od chłodzonych wodąsilnikico ułatwia silnikowi odprowadzanie ciepła.
Sterowanie elektryczne: alternatywne rozwiązanie SiC, prezentujące zalety w zakresie wydajności
Popraw wydajność, zmniejsz zużycie energii i zmniejsz głośność. Wraz z rozwojem platformy roboczej wysokiego napięcia 800 V dla baterii, pojawiły się wyższe wymagania dla komponentów związanych z napędem elektrycznym i sterowaniem elektronicznym.
Według danych Fodie Power, urządzenia z węglika krzemu mają następujące zalety w zastosowaniu jako produkty sterujące silnikami:
1. Może poprawić wydajność niskich obciążeń w układzie sterowania elektronicznego, zwiększając zasięg pojazdu o 5-10%;
2. Zwiększenie gęstości mocy sterownika z 18 kW/L do 45 kW/L, co sprzyja miniaturyzacji;
3. Zwiększenie sprawności strefy wydajnej stanowiącej 85% o 6% oraz zwiększenie sprawności strefy średniego i niskiego obciążenia o 10%;
4. Objętość prototypu elektronicznego układu sterowania z węglika krzemu została zmniejszona o 40%, co może efektywnie poprawić wykorzystanie przestrzeni i pomóc w rozwoju trendu miniaturyzacji.
Obliczenia przestrzeni sterowania elektrycznego: wielkość rynku może osiągnąć 2,5 miliarda juanów,
Trzyletni CAGR 189,9%
Do przestrzennego obliczenia sterownika silnika w modelu pojazdu 800 V przyjmujemy, że:
1. Nowy pojazd energetyczny oparty na platformie wysokiego napięcia jest wyposażony w zestaw sterowników silnika lub zespół napędu elektrycznego;
2. Wartość pojedynczego samochodu: Na podstawie przychodów/sprzedaży odpowiednich produktów ogłoszonych w rocznym raporcie Intela z 2021 r. wartość wynosi 1141,29 juanów/zestaw. Biorąc pod uwagę, że popularyzacja i promocja urządzeń z węglika krzemu w dziedzinie produktów sterowania elektronicznego w przyszłości doprowadzi do wzrostu wartości jednostkowej produktów, zakładamy, że cena jednostkowa wyniesie 1145 juanów/zestaw w 2022 r. i będzie rosła z roku na rok.
Według naszych obliczeń, w 2025 r. krajowa i globalna przestrzeń rynkowa sterowników elektrycznych na platformie 800 V wyniesie odpowiednio 1,154 mld juanów i 2,486 mld juanów. CAGR dla lat 22-25 wyniesie 172,02% i 189,98%.
Zasilanie pojazdu: zastosowanie urządzenia SiC, obsługującego rozwój 800 V
Pod względem poprawy wydajności produktu: W porównaniu do tradycyjnych krzemowych rurek MOS, rurki MOS z węglika krzemu mają doskonałe właściwości, takie jak niska rezystancja przewodzenia, wyższa rezystancja napięcia, dobre właściwości wysokoczęstotliwościowe, wysoka odporność na temperaturę i wyjątkowo mała pojemność złącza. W porównaniu z produktami zasilania pojazdów (OBC) wyposażonymi w urządzenia na bazie Si, może zwiększyć częstotliwość przełączania, zmniejszyć objętość, zmniejszyć wagę, poprawić gęstość mocy i zwiększyć wydajność. Na przykład częstotliwość przełączania wzrosła 4-5 razy; Zmniejszyć objętość około 2 razy; Zmniejszyć wagę 2 razy; Gęstość mocy wzrosła z 2,1 do 3,3 kW/L; Poprawa wydajności o 3%+.
Zastosowanie urządzeń SiC może pomóc produktom zasilającym samochody w dostosowaniu się do trendów, takich jak wysoka gęstość mocy, wysoka wydajność konwersji i lekka miniaturyzacja, a także lepiej dostosować się do potrzeb szybkiego ładowania i rozwoju platform 800 V. Zastosowanie urządzeń zasilających SiC w DC/DC może również zapewnić wysoką odporność na napięcie, niskie straty i lekkość urządzeń.
W kontekście tworzenia wzrostu rynku: Aby dostosować się do tradycyjnego stosu szybkiego ładowania DC 400 V, pojazdy wyposażone w platformę napięcia 800 V muszą być wyposażone w dodatkowy przetwornik DC/DC, aby zwiększyć napięcie z 400 V do 800 V w celu szybkiego ładowania DC akumulatorów, co dodatkowo zwiększa popyt na urządzenia DC/DC. Jednocześnie platforma wysokiego napięcia promowała również modernizację ładowarek pokładowych, wprowadzając nowe dodatki do wysokonapięciowych OBC.
Obliczenie przestrzeni zasilania pojazdów: ponad 3 miliardy juanów w kosmosie w ciągu 25 lat, podwojenie CAGR w ciągu 22-25 lat
Do przestrzennego obliczenia produktu zasilania pojazdu (przetwornica DC/DC i ładowarka samochodowa OBC) w ramach modelu pojazdu o napięciu 800 V przyjmujemy, że:
Nowy pojazd energetyczny jest wyposażony w zestaw przetwornic DC/DC i pokładową ładowarkę OBC lub zestaw zintegrowanych produktów zasilania pokładowego;
Przestrzeń rynkowa dla produktów z zakresu zasilania pojazdów = Sprzedaż nowych pojazdów energetycznych × Wartość pojedynczego pojazdu odpowiadającego produktowi;
Wartość pojedynczego samochodu: Na podstawie przychodów/wolumenu sprzedaży odpowiedniego produktu w raporcie rocznym Xinrui Technology z 2021 r. Wśród nich przetwornik DC/DC kosztuje 1589,68 juanów/pojazd; pokładowy OBC kosztuje 2029,32 juanów/pojazd.
Według naszych obliczeń, w ramach platformy 800 V w 2025 r. krajowy i globalny rynek przetwornic DC/DC wyniesie odpowiednio 1,588 mld juanów i 3,422 mld juanów, przy średniorocznym tempie wzrostu (CAGR) wynoszącym 170,94% i 188,83% w latach 2022–2025; krajowy i globalny rynek ładowarek pokładowych OBC wyniesie odpowiednio 2,027 mld juanów i 4,369 mld juanów, przy średniorocznym tempie wzrostu (CAGR) wynoszącym 170,94% i 188,83% w latach 2022–2025.
Relay: Wzrost cen wolumenowych pod wpływem trendu wysokiego napięcia
Przekaźnik DC wysokiego napięcia jest podstawowym elementem nowych pojazdów energetycznych, przy czym w jednym pojeździe wykorzystuje się 5-8. Przekaźnik DC wysokiego napięcia jest zaworem bezpieczeństwa dla nowych pojazdów energetycznych, który przechodzi w stan połączenia podczas pracy pojazdu i może oddzielić układ magazynowania energii od układu elektrycznego w przypadku awarii pojazdu. Obecnie nowe pojazdy energetyczne muszą być wyposażone w 5-8 przekaźników DC wysokiego napięcia (w tym 1-2 główne przekaźniki do awaryjnego przełączania obwodu wysokiego napięcia w przypadku wypadków lub nieprawidłowości w obwodzie; 1 wstępną ładowarkę do dzielenia obciążenia udarowego głównego przekaźnika; 1-2 szybkie ładowarki do izolowania wysokiego napięcia w przypadku nagłych nieprawidłowości w obwodzie; 1-2 zwykłe przekaźniki ładowania; i 1 pomocniczy przekaźnik maszyny systemu wysokiego napięcia).
Obliczenia przestrzeni przekaźnikowej: 3 miliardy juanów w kosmosie w ciągu 25 lat, ze średniorocznym wzrostem wzrostu (CAGR) przekraczającym 2-krotnie w ciągu 22-25 lat
Aby obliczyć przestrzeń przekaźnika pod modelem pojazdu 800 V, przyjmujemy, że:
Pojazdy energetyczne wysokiego napięcia muszą być wyposażone w 5–8 przekaźników, dlatego wybieramy średnią, przy zapotrzebowaniu na pojedynczy pojazd wynoszącym 6;
2. Biorąc pod uwagę wzrost wartości przekaźników DC na pojazd z powodu promocji platform przekaźników wysokiego napięcia w przyszłości, zakładamy cenę jednostkową 200 juanów za jednostkę w 2022 r. i będziemy ją zwiększać z roku na rok;
Według naszych obliczeń, w 2025 roku wartość rynku przekaźników prądu stałego wysokiego napięcia na platformie 800 V wyniesie blisko 3 miliardy juanów, ze średnioroczną stopą wzrostu (CAGR) wynoszącą 202,6%.
Kondensatory cienkowarstwowe: pierwszy wybór w dziedzinie nowej energii
Cienkie warstwy stały się preferowaną alternatywą dla elektrolizy w dziedzinie nowej energii. Głównym elementem elektronicznego układu sterowania pojazdów nowej energii jest falownik. Jeśli wahania napięcia na szynie zbiorczej przekroczą dopuszczalny zakres, spowoduje to uszkodzenie IGBT. Dlatego konieczne jest użycie kondensatorów do wygładzania i filtrowania napięcia wyjściowego prostownika oraz pochłaniania impulsowego prądu o dużej amplitudzie. W dziedzinie falowników zazwyczaj wymagane są kondensatory o dużej odporności na przepięcia, wysokim bezpieczeństwie, długiej żywotności i odporności na wysoką temperaturę. Kondensatory cienkowarstwowe mogą lepiej spełniać powyższe wymagania, co czyni je preferowanym wyborem w dziedzinie nowej energii.
Wykorzystanie pojedynczych pojazdów stopniowo wzrasta, a popyt na cienkowarstwowe kondensatory będzie znacznie wyższy niż tempo wzrostu branży pojazdów o nowej energii. Popyt na platformy pojazdów o nowej energii wysokiego napięcia wzrósł, podczas gdy wysokiej klasy pojazdy elektryczne wyposażone w szybkie ładowanie wysokonapięciowe muszą być zazwyczaj wyposażone w 2-4 cienkowarstwowe kondensatory. Produkty z cienkowarstwowymi kondensatorami będą miały większe zapotrzebowanie niż pojazdy o nowej energii.
Popyt na kondensatory cienkowarstwowe: szybkie ładowanie wysokim napięciem przynosi nowy wzrost, ze wskaźnikiem AGR na poziomie 189,2% w perspektywie 22–25 lat
Do przestrzennego obliczenia kondensatorów cienkowarstwowych w modelu pojazdu o napięciu 800 V przyjmujemy, że:
1. Cena kondensatorów cienkowarstwowych różni się w zależności od różnych modeli pojazdów i mocy silnika. Im wyższa moc, tym wyższa wartość i odpowiednio wyższa cena. Przyjmując średnią cenę 300 juanów;
2. Zapotrzebowanie na nowe pojazdy energetyczne z szybkim ładowaniem wysokociśnieniowym wynosi 2–4 jednostki na jednostkę, zakładamy średnie zapotrzebowanie na poziomie 3 jednostek na jednostkę.
Według naszych obliczeń, przestrzeń kondensatorów foliowych, jaką przyniesie model szybkiego ładowania 800 V w 2025 r., wyniesie 1,937 mld juanów, przy CAGR = 189,2%
Złącza wysokiego napięcia: poprawa użytkowania i wydajności
Złącza wysokiego napięcia są jak naczynia krwionośne w ciele człowieka. Ich funkcją jest ciągłe przesyłanie energii z układu akumulatorowego do różnych układów.
Pod względem dawkowania. Obecnie cała architektura systemu pojazdu nadal opiera się głównie na 400 V. Aby sprostać zapotrzebowaniu na szybkie ładowanie 800 V, wymagany jest przetwornik napięcia DC/DC z 800 V na 400 V, co zwiększa liczbę złączy. Dlatego też ASP złącza wysokiego napięcia nowych pojazdów energetycznych w architekturze 800 V zostanie znacznie ulepszone. Szacujemy, że wartość pojedynczego samochodu wynosi około 3000 juanów (tradycyjne pojazdy napędzane paliwem mają wartość około 1000 juanów).
Pod względem technologii. Wymagania dla złączy w systemach wysokiego napięcia obejmują:
1. Posiadać wysokie napięcie i wydajność prądową;
2. Wdrażanie funkcji ochrony wysokiego poziomu w różnych warunkach pracy;
Posiadają dobre właściwości ekranowania elektromagnetycznego. Dlatego też, aby spełnić wymagania wydajnościowe w ramach trendu 800 V, nieunikniona jest technologiczna iteracja złączy wysokonapięciowych.
Bezpieczniki: Zwiększona penetracja nowych bezpieczników
Bezpieczniki to „bezpieczniki” nowych pojazdów energetycznych. Bezpiecznik to urządzenie elektryczne, które, gdy prąd w systemie przekroczy wartość znamionową, wytwarzane ciepło stopi stopiony element, osiągając cel rozłączenia obwodu.
Wzrosła szybkość penetracji nowych bezpieczników. Bezpiecznik wzbudzenia jest wyzwalany przez sygnał elektryczny w celu aktywacji urządzenia wzbudzającego, co pozwala mu uwolnić zmagazynowaną energię. Poprzez siłę mechaniczną szybko generuje przerwę i kończy gaszenie łuku dużego prądu zwarciowego, odcinając w ten sposób prąd i osiągając działanie ochronne. W porównaniu do tradycyjnych bezpieczników, kondensator wzbudzenia charakteryzuje się małymi rozmiarami, niskim poborem mocy, dużą obciążalnością prądową, odpornością na duże udary prądowe, szybkim działaniem i kontrolowanym czasem ochrony, co czyni go bardziej odpowiednim do systemów wysokiego napięcia. Zgodnie z trendem architektury 800 V, szybkość penetracji rynku bezpieczników zachętowych gwałtownie wzrośnie i oczekuje się, że wartość pojedynczego pojazdu osiągnie 250 juanów.
Obliczenia przestrzeni dla bezpieczników i złączy wysokiego napięcia: CAGR=189,2% w okresie od 22 do 25 lat
Do przestrzennego obliczenia bezpieczników i złączy wysokiego napięcia w modelu pojazdu 800 V przyjmujemy, że:
1. Wartość pojedynczego pojazdu ze złączami wysokiego napięcia wynosi około 3000 juanów/pojazd;
2. Wartość pojedynczego pojazdu objętego lontem wynosi około 250 juanów/pojazd;
Według naszych obliczeń, przestrzeń rynkowa dla złączy i bezpieczników wysokiego napięcia, jaką przyniesie model szybkiego ładowania 800 V w 2025 r., wyniesie odpowiednio 6,458 mld juanów i 538 mln juanów, przy CAGR = 189,2%.
Czas publikacji: 10-11-2023
