W tradycyjnej architekturze 400 V magnes trwałysilnikiSą podatne na nagrzewanie i rozmagnesowanie przy wysokim natężeniu prądu i dużej prędkości, co utrudnia poprawę ogólnej mocy silnika. Daje to architekturze 800 V możliwość osiągnięcia większej mocy silnika przy tym samym natężeniu prądu. W architekturze 800 V,silnikmusi spełniać dwa główne wymagania: zapobiegać korozji łożysk i mieć lepszą izolację.
Trendy w technologiach:
Proces uzwojenia silnika: drut płaski. Silnik z drutem płaskim odnosi się dosilnikktóry wykorzystuje płaski stojan z uzwojeniem pokrytym miedzią (w szczególności silnik synchroniczny z magnesami trwałymi). W porównaniu z silnikiem z uzwojeniem okrągłym, silnik z uzwojeniem płaskim ma takie zalety, jak niewielkie rozmiary, wysoki współczynnik wypełnienia żłobków, wysoka gęstość mocy, dobre parametry NVH (hałas, hałas, drgania) oraz lepsza przewodność cieplna i wydajność odprowadzania ciepła. Może on lepiej sprostać wymaganiom dotyczącym lekkości, wysokiej gęstości mocy i innym wymaganiom wydajnościowym w platformach wysokiego napięcia. Jednocześnie może złagodzić problem korozji łożysk spowodowany rozpadem filmu olejowego i powstawaniem prądu na wale przy wysokim napięciu.
1. Trend w technologii chłodzenia silnika: chłodzenie olejowe. Chłodzenie olejowe rozwiązuje problemy technologii chłodzenia wodnego poprzez zmniejszenie objętości silnika i zwiększenie mocy. Zaletą chłodzenia olejowego jest to, że olej ma właściwości nieprzewodzące i niemagnetyczne, lepsze właściwości izolacyjne oraz może bezpośrednio stykać się z wewnętrznymi elementami silnika. W tych samych warunkach pracy, temperatury wewnętrzne chłodzonego oleju są zbliżone.silnikisą o około 15% niższe niż w przypadku chłodzenia wodnegosilniki, co ułatwia silnikowi odprowadzanie ciepła.
Sterowanie elektryczne: alternatywne rozwiązanie SiC, prezentujące zalety w zakresie wydajności
Zwiększ wydajność, zmniejsz zużycie energii i zmniejsz głośność. Wraz z rozwojem platformy roboczej wysokiego napięcia 800 V dla akumulatorów, pojawiły się wyższe wymagania dotyczące komponentów związanych z napędem elektrycznym i sterowaniem elektronicznym.
Według danych Fodie Power, urządzenia z węglika krzemu mają następujące zalety w zastosowaniu w produktach do sterowania silnikami:
1. Może poprawić wydajność małych obciążeń w układzie sterowania elektronicznego, zwiększając zasięg pojazdu o 5-10%;
2. Zwiększenie gęstości mocy kontrolera z 18 kW/L do 45 kW/L, co sprzyja miniaturyzacji;
3. Zwiększenie sprawności strefy wydajnej o 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 skutecznie poprawić wykorzystanie przestrzeni i przyczynić się do 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 raporcie rocznym firmy Intel za 2021 rok, wartość ta wynosi 1141,29 juanów/zestaw. Biorąc pod uwagę, że popularyzacja i promocja elementów z węglika krzemu w dziedzinie elektronicznych produktów sterujących w przyszłości doprowadzi do wzrostu wartości jednostkowej produktów, zakładamy, że cena jednostkowa wyniesie 1145 juanów/zestaw w 2022 roku i będzie rosła z roku na rok.
Według naszych obliczeń, w 2025 roku krajowy i globalny rynek regulatorów elektrycznych na platformie 800 V wyniesie odpowiednio 1,154 mld juanów i 2,486 mld juanów. Średnioroczny Wskaźnik Wzrostu (CAGR) w latach 2022-2025 wyniesie odpowiednio 172,02% i 189,98%.
Zasilanie pojazdu: zastosowanie urządzeń SiC, wspierających rozwój napięcia 800 V
Pod względem poprawy wydajności produktu: W porównaniu z tradycyjnymi krzemowymi rurkami MOS, rurki MOS z węglika krzemu charakteryzują się doskonałymi właściwościami, takimi jak niska rezystancja przewodzenia, wyższa rezystancja napięciowa, dobre parametry w zakresie wysokich częstotliwości, wysoka odporność na temperaturę i wyjątkowo mała pojemność złącza. W porównaniu z układami zasilania pojazdów (OBC) wyposażonymi w elementy na bazie krzemu, pozwalają one na zwiększenie częstotliwości przełączania, zmniejszenie objętości, redukcję masy, poprawę gęstości mocy i zwiększenie sprawności. Na przykład, częstotliwość przełączania wzrosła 4-5-krotnie; objętość zmniejszono około 2-krotnie; masę zmniejszono 2-krotnie; gęstość mocy wzrosła z 2,1 do 3,3 kW/l; sprawność wzrosła o ponad 3%.
Zastosowanie układów SiC może pomóc w spełnieniu trendów, takich jak wysoka gęstość mocy, wysoka sprawność konwersji i miniaturyzacja, w produktach energetycznych dla motoryzacji, a także w lepszym dostosowaniu ich do potrzeb szybkiego ładowania i rozwoju platform 800 V. Zastosowanie układów SiC w systemach DC/DC może również zapewnić wysoką rezystancję napięciową, niskie straty mocy i niską wagę urządzeń.
W kontekście generowania wzrostu rynku: Aby dostosować się do tradycyjnego systemu szybkiego ładowania prądem stałym 400 V, pojazdy wyposażone w platformę 800 V muszą być wyposażone w dodatkowy przetwornik DC/DC, który zwiększa napięcie z 400 V do 800 V, umożliwiając szybkie ładowanie akumulatorów, co dodatkowo zwiększa popyt na urządzenia DC/DC. Jednocześnie platforma wysokiego napięcia przyczyniła się do modernizacji ładowarek pokładowych, wprowadzając nowe rozwiązania do wysokonapięciowych ładowarek pokładowych (OBC).
Obliczenia dotyczące przestrzeni na zasilanie 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 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 napędzanych energią elektryczną pojazdów = Sprzedaż nowych pojazdów napędzanych energią elektryczną × Wartość pojedynczego pojazdu odpowiadającego produktowi;
Wartość pojedynczego samochodu: Na podstawie przychodów/wolumenu sprzedaży odpowiedniego produktu w raporcie rocznym Xinrui Technology za 2021 rok. Wśród nich, przetwornica DC/DC kosztuje 1589,68 juanów/pojazd; pokładowy komputer pokładowy (OCB) 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 wynosi 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.
Przekaźnik: Wzrost cen wolumenowych w trendzie wysokiego napięcia
Przekaźnik wysokiego napięcia prądu stałego (DC) jest kluczowym elementem pojazdów elektrycznych zasilanych nowymi źródłami energii, a w jednym pojeździe wykorzystuje się ich od 5 do 8. Przekaźnik wysokiego napięcia prądu stałego (DC) stanowi zawór bezpieczeństwa dla pojazdów elektrycznych zasilanych nowymi źródłami energii, który przechodzi w stan połączenia podczas jazdy i może odłączyć układ magazynowania energii od układu elektrycznego w przypadku awarii pojazdu. Obecnie pojazdy elektryczne zasilane nowymi źródłami energii muszą być wyposażone w od 5 do 8 przekaźników wysokiego napięcia prądu stałego (w tym 1-2 przekaźniki główne do awaryjnego przełączania obwodu wysokiego napięcia w razie wypadku lub awarii obwodu; 1 wstępną ładowarkę do podziału obciążenia udarowego przekaźnika głównego; 1-2 szybkie ładowarki do odłączania wysokiego napięcia w przypadku nagłych awarii obwodu; 1-2 przekaźniki ładowania; oraz 1 przekaźnik pomocniczy układu wysokiego napięcia).
Obliczenia dotyczące przestrzeni przekaźnikowej: 3 miliardy juanów w kosmosie w ciągu 25 lat, ze średnioroczną stopą wzrostu (CAGR) przekraczającą 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 prądu stałego na pojazd z powodu promocji platform przekaźników wysokiego napięcia w przyszłości, zakładamy cenę jednostkową 200 juanów za sztukę w 2022 r. i będziemy ją zwiększać z roku na rok;
Według naszych obliczeń, w roku 2025 rynek przekaźników prądu stałego wysokiego napięcia na platformie 800 V będzie wynosił blisko 3 miliardy juanów, przy średniorocznym tempie wzrostu (CAGR) wynoszącym 202,6%.
Kondensatory cienkowarstwowe: pierwszy wybór w dziedzinie nowej energii
Cienkowarstwowe kondensatory stały się preferowaną alternatywą dla elektrolizy w dziedzinie nowych źródeł energii. Głównym elementem elektronicznego układu sterowania pojazdów zasilanych nowymi źródłami energii jest falownik. Jeśli wahania napięcia na szynie zbiorczej przekroczą dopuszczalny zakres, spowoduje to uszkodzenie tranzystora IGBT. Dlatego konieczne jest stosowanie kondensatorów do wygładzania i filtrowania napięcia wyjściowego prostownika oraz pochłaniania impulsów prądu o dużej amplitudzie. W dziedzinie falowników zazwyczaj wymagane są kondensatory o wysokiej odporności na przepięcia, wysokim poziomie bezpieczeństwa, długiej żywotności i odporności na wysokie temperatury. Kondensatory cienkowarstwowe lepiej spełniają powyższe wymagania, co czyni je preferowanym wyborem w dziedzinie nowych źródeł energii.
Wykorzystanie pojedynczych pojazdów stopniowo rośnie, a popyt na kondensatory cienkowarstwowe będzie znacznie wyższy niż tempo wzrostu branży pojazdów o nowych źródłach energii. Wzrósł popyt na platformy wysokonapięciowych pojazdów o nowych źródłach energii, podczas gdy wysokiej klasy pojazdy elektryczne wyposażone w szybkie ładowanie wysokonapięciowe zazwyczaj wymagają wyposażenia w 2-4 kondensatory cienkowarstwowe. Produkty z kondensatorami cienkowarstwowymi będą cieszyły się większym popytem niż pojazdy o nowych źródłach 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 800 V przyjmujemy, że:
1. Cena kondensatorów cienkowarstwowych różni się w zależności od modelu pojazdu i mocy silnika. Im wyższa moc, tym wyższa wartość i tym samym 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, którą 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 napięciu 400 V. Aby sprostać zapotrzebowaniu na szybkie ładowanie 800 V, wymagany jest konwerter napięcia DC/DC z 800 V na 400 V, co zwiększa liczbę złączy. W związku z tym, średnia cena (ASP) złączy wysokiego napięcia w pojazdach o nowych źródłach energii w architekturze 800 V ulegnie znacznej poprawie. Szacujemy, że wartość pojedynczego samochodu wynosi około 3000 juanów (wartość pojazdów napędzanych tradycyjnymi paliwami wynosi około 1000 juanów).
Pod względem technologicznym wymagania dotyczące złączy w systemach wysokiego napięcia obejmują:
1. Posiadać wysokie napięcie i wydajność wysokiego prądu;
2. Wdrażanie funkcji zabezpieczających wysokiego poziomu w różnych warunkach pracy;
Posiadają dobre właściwości ekranowania elektromagnetycznego. Dlatego, aby spełnić wymagania wydajnościowe w ramach trendu 800 V, nieunikniona jest iteracja technologiczna złączy wysokonapięciowych.
Bezpieczniki: Zwiększona szybkość penetracji nowych bezpieczników
Bezpieczniki to „bezpieczniki” w pojazdach zasilanych nowymi źródłami energii. Bezpiecznik to urządzenie elektryczne, które, gdy prąd w układzie przekroczy wartość znamionową, wytwarzane ciepło stopi stopiony styropian, osiągając cel rozłączenia obwodu.
Wzrósł wskaźnik penetracji nowych bezpieczników. Bezpiecznik wzbudzenia jest wyzwalany sygnałem elektrycznym, który aktywuje urządzenie wzbudzające, umożliwiając mu uwolnienie zmagazynowanej energii. Poprzez siłę mechaniczną szybko generuje on przerwę i gasi łuk elektryczny dużego prądu zwarciowego, odcinając tym samym dopływ prądu i zapewniając działanie zabezpieczające. W porównaniu z tradycyjnymi bezpiecznikami, kondensator wzbudzenia charakteryzuje się małymi rozmiarami, niskim poborem mocy, dużą obciążalnością prądową, odpornością na udary prądowe o dużym natężeniu, szybkim działaniem i regulowanym czasem zadziałania zabezpieczenia, co czyni go bardziej odpowiednim do systemów wysokiego napięcia. Zgodnie z trendem architektury 800 V, wskaźnik penetracji rynku bezpieczników motywacyjnych będzie gwałtownie wzrastał, a wartość pojedynczego pojazdu ma osiągnąć 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 bezpiecznikiem 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
