Згідно з традиційною архітектурою 400 В, постійний магнітдвигунисхильні до нагрівання та розмагнічування за умов високого струму та високої швидкості, що ускладнює підвищення загальної потужності двигуна. Це дає можливість архітектурі 800 В досягти збільшення потужності двигуна за тієї ж сили струму. За архітектури 800 В,двигунстикається з двома основними вимогами: захистом від корозії підшипників та покращеними ізоляційними характеристиками.
Тенденції технологічних маршрутів:
Маршрут намотування двигуна: плоский дріт. Двигун з плоским дротом відноситься додвигунщо використовує статор з плоскою мідною обмоткою (зокрема, синхронний двигун з постійними магнітами). Порівняно з двигуном з круглим дротом, двигун з плоским дротом має такі переваги, як малий розмір, висока швидкість заповнення пазів, висока щільність потужності, хороші показники шуму, випромінювання та витримки (NVH), а також краща теплопровідність та тепловіддача. Він може краще відповідати вимогам до продуктивності, таких як мала вага, висока щільність потужності та інші вимоги до продуктивності на високовольтних платформах. Водночас він може зменшити проблему корозії підшипників, спричинену руйнуванням масляної плівки та утворенням струму на валу, коли напруга на валу висока.
1. Тенденція технології охолодження двигуна: масляне охолодження. Масляне охолодження вирішує недоліки технології водяного охолодження, зменшуючи об'єм двигуна та збільшуючи потужність. Перевагою масляного охолодження є те, що олива має непровідні та немагнітні властивості, кращі ізоляційні характеристики та може безпосередньо контактувати з внутрішніми компонентами двигуна. За однакових умов експлуатації внутрішня температура охолоджуваної оливи...двигуниприблизно на 15% нижчі, ніж у тих, що охолоджуються водоюдвигуни, що полегшує відведення тепла двигуном.
Електричне керування: альтернативне рішення на основі карбіду кремнію, що демонструє переваги в продуктивності
Підвищення ефективності, зменшення споживання енергії та зменшення обсягу. З розвитком високовольтної робочої платформи 800 В для акумуляторів, висунуто вищі вимоги до компонентів, пов'язаних з електроприводом та електронним керуванням.
Згідно з даними Fodie Power, пристрої з карбіду кремнію мають такі переваги у застосуванні продуктів для контролерів двигунів:
1. Це може підвищити ефективність низьких навантажень в електронній системі керування, збільшуючи запас ходу автомобіля на 5-10%;
2. Збільшити щільність потужності контролера з 18 кВт/л до 45 кВт/л, що сприяє мініатюризації;
3. Збільшити ефективність ефективної зони, що становить 85%, на 6% та збільшити ефективність зони середнього та низького навантаження на 10%;
4. Об'єм прототипу електронного керування з карбіду кремнію зменшено на 40%, що може ефективно покращити використання простору та сприяти розвитку тенденції мініатюризації.
Розрахунок простору електричного керування: розмір ринку може сягнути 2,5 мільярда юанів,
Трирічний середньорічний темп зростання 189,9%
Для просторового розрахунку контролера двигуна для моделі транспортного засобу на 800 В ми припускаємо, що:
1. Новий енергетичний транспортний засіб на високовольтній платформі оснащений набором контролерів двигунів або вузлом електроприводу;
2. Вартість одного автомобіля: Виходячи з доходів/продажів відповідних продуктів, оголошених у річному звіті Intel за 2021 рік, вартість становить 1141,29 юанів/комплект. Враховуючи, що популяризація та просування пристроїв на основі карбіду кремнію в галузі електронних засобів керування в майбутньому призведе до збільшення вартості одиниці продукції, ми припускаємо, що ціна за одиницю становитиме 1145 юанів/комплект у 2022 році та зростатиме з року в рік.
Згідно з нашими розрахунками, у 2025 році обсяг внутрішнього та світового ринку електричних контролерів на платформі 800 В становитиме 1,154 млрд юанів та 2,486 млрд юанів відповідно. Сукупний річний темп зростання (CAGR) за 2022-2025 роки становитиме 172,02% та 189,98%.
Блок живлення транспортного засобу: застосування пристроїв SiC, що підтримує розробку 800 В
Щодо покращення продуктивності продукту: порівняно з традиційними кремнієвими МОН-транзисторами, карбід-кремнієві МОН-транзистори мають чудові характеристики, такі як низький опір провідності, вища стійкість до напруги, добрі високочастотні характеристики, висока термостійкість та надзвичайно мала ємність переходу. Порівняно з бортовими блоками живлення (OBC), оснащеними кремнієвими пристроями, це дозволяє збільшити частоту комутації, зменшити об'єм, зменшити вагу, покращити щільність потужності та підвищити ефективність. Наприклад, частота комутації збільшилася в 4-5 разів; зменшила об'єм приблизно в 2 рази; зменшила вагу в 2 рази; щільність потужності збільшилася з 2,1 до 3,3 кВт/л; покращила ефективність на 3%+.
Застосування SiC-пристроїв може допомогти автомобільним силовим продуктам відповідати таким тенденціям, як висока щільність потужності, висока ефективність перетворення та легка мініатюризація, а також краще адаптуватися до потреб швидкої зарядки та розвитку платформ 800 В. Застосування SiC-пристроїв живлення в постійному/постійному струмі також може забезпечити високу стійкість до напруги, низькі втрати та легку вагу пристроїв.
Щодо створення ринкових переваг: для адаптації до традиційної системи швидкої зарядки постійним струмом 400 В, транспортні засоби, оснащені платформою напруги 800 В, повинні бути оснащені додатковим перетворювачем постійного струму для підвищення напруги від 400 В до 800 В для швидкої зарядки акумуляторів постійним струмом, що ще більше збільшує попит на пристрої постійного струму. Водночас, високовольтна платформа також сприяла модернізації бортових зарядних пристроїв, додавши нові високовольтні бортові зарядні пристрої.
Розрахунок космічного блоку живлення транспортних засобів: понад 3 мільярди юанів у космосі за 25 років, подвоєння середньорічного темпу зростання за 22-25 років
Для просторового розрахунку продукту живлення транспортного засобу (перетворювач постійного струму та зарядний пристрій транспортного засобу OBC) для моделі транспортного засобу 800 В ми припускаємо, що:
Новий енергетичний транспортний засіб оснащений комплектом перетворювачів постійного струму та бортовим зарядним пристроєм OBC або комплектом інтегрованих бортових продуктів живлення;
Ринковий простір для продуктів для транспортних засобів = Продажі транспортних засобів на нових джерелах енергії × Вартість відповідного продукту для кожного окремого транспортного засобу;
Вартість одного автомобіля: на основі обсягу доходу/продажів відповідного продукту у річному звіті Xinrui Technology за 2021 рік. Серед них, перетворювач постійного струму в постійний струм коштує 1589,68 юанів/автомобіль; бортовий бортовий комп'ютер – 2029,32 юанів/автомобіль.
Згідно з нашими розрахунками, на платформі 800V у 2025 році внутрішній та світовий ринковий простір для перетворювачів постійного струму (DC/DC) становитиме 1,588 млрд юанів та 3,422 млрд юанів відповідно, зі середньорічним темпом зростання (CAGR) 170,94% та 188,83% з 2022 по 2025 рік; внутрішній та світовий ринковий простір для бортових зарядних пристроїв OBC становитиме 2,027 млрд юанів та 4,369 млрд юанів відповідно, зі середньорічним темпом зростання (CAGR) 170,94% та 188,83% з 2022 по 2025 рік.
Реле: Зростання об'ємних цін під впливом тенденції високої напруги
Високовольтне реле постійного струму є основним компонентом транспортних засобів на нових джерелах енергії, при цьому один транспортний засіб використовує 5-8 автомобілів. Високовольтне реле постійного струму – це запобіжний клапан для транспортних засобів на нових джерелах енергії, який переходить у підключений стан під час роботи транспортного засобу та може відокремити систему накопичення енергії від електричної системи у разі несправності транспортного засобу. Наразі транспортні засоби на нових джерелах енергії повинні бути оснащені 5-8 високовольтними реле постійного струму (включаючи 1-2 головні реле для аварійного перемикання високовольтного кола у разі аварій або несправностей у ланцюзі; 1 попередній зарядний пристрій для розподілу ударного навантаження головного реле; 1-2 швидкісні зарядні пристрої для ізоляції високої напруги у разі раптових несправностей у ланцюзі; 1-2 звичайні реле заряджання; та 1 допоміжне реле високовольтної системи).
Розрахунок космічних витрат: 3 мільярди юанів у космос протягом 25 років, зі середньорічним темпом зростання (CAGR) понад 2 рази за 22-25 років.
Щоб розрахувати простір для реле під моделлю транспортного засобу на 800 В, ми припускаємо, що:
Транспортні засоби високої напруги на новій енергії повинні бути оснащені 5-8 реле, тому ми обираємо середній варіант, з вимогою до 6 на один транспортний засіб;
2. Враховуючи зростання вартості реле постійного струму на один транспортний засіб через просування платформ високовольтних реле в майбутньому, ми припускаємо ціну за одиницю в 2022 році в 200 юанів за одиницю та збільшуємо її з року в рік;
Згідно з нашими розрахунками, обсяг ринку високовольтних реле постійного струму на платформі 800 В у 2025 році становитиме близько 3 мільярдів юанів, зі середньорічним темпом зростання 202,6%.
Тонкоплівкові конденсатори: перший вибір у сфері нової енергетики
Тонкі плівки стали кращою альтернативою електролізу в галузі нової енергетики. Основним компонентом електронної системи керування транспортними засобами нової енергетики є інвертор. Якщо коливання напруги на шині перевищує допустимий діапазон, це призведе до пошкодження IGBT. Тому необхідно використовувати конденсатори для згладжування та фільтрації вихідної напруги випрямляча, а також для поглинання імпульсного струму високої амплітуди. В галузі інверторів зазвичай потрібні конденсатори з високою стійкістю до перенапруги, високою безпекою, тривалим терміном служби та високою термостійкістю. Тонкоплівкові конденсатори можуть краще відповідати вищезазначеним вимогам, що робить їх кращим вибором у галузі нової енергетики.
Використання окремих транспортних засобів поступово зростає, і попит на тонкоплівкові конденсатори буде значно вищим, ніж темпи зростання індустрії транспортних засобів на нових джерелах енергії. Попит на високовольтні платформи для транспортних засобів на нових джерелах енергії зріс, тоді як висококласні електромобілі, оснащені швидкою зарядкою високої напруги, зазвичай потребують 2-4 тонкоплівкових конденсаторів. Тонкоплівкові конденсатори будуть мати більший попит, ніж транспортні засоби на нових джерелах енергії.
Попит на тонкоплівкові конденсатори: швидка зарядка високої напруги забезпечує нове зростання, зі зростаючим середнім показником зростання (AGR) 189,2% протягом 22-25 років.
Для просторового розрахунку тонкоплівкових конденсаторів для моделі транспортного засобу на 800 В ми припускаємо, що:
1. Ціна тонкоплівкових конденсаторів залежить від моделі транспортного засобу та потужності двигуна. Чим вища потужність, тим вища вартість, а отже, і ціна. Припускаючи середню ціну 300 юанів;
2. Попит на транспортні засоби на нових джерелах енергії зі швидкою зарядкою під високим тиском становить 2-4 одиниці на одиницю, і ми припускаємо середній попит у 3 одиниці на одиницю.
Згідно з нашими розрахунками, обсяг виробництва плівкових конденсаторів, забезпечений моделлю швидкої зарядки 800 В у 2025 році, становитиме 1,937 мільярда юанів, зі середньорічним темпом зростання (CAGR) 189,2%.
Високовольтні роз'єми: покращення використання та продуктивності
Високовольтні роз'єми подібні до кровоносних судин у людському тілі, їхня функція полягає в безперервній передачі енергії від акумуляторної системи до різних систем.
Що стосується дозування. Наразі вся архітектура системи транспортного засобу все ще базується переважно на 400 В. Щоб задовольнити попит на швидку зарядку 800 В, потрібен перетворювач напруги постійного струму з 800 В до 400 В, що збільшує кількість роз'ємів. Таким чином, продуктивність високовольтних роз'ємів нових транспортних засобів на архітектурі 800 В значно покращиться. Ми оцінюємо, що вартість одного автомобіля становить близько 3000 юанів (традиційні транспортні засоби на паливних батареях коштують близько 1000 юанів).
З точки зору технології. Вимоги до роз'ємів у високовольтних системах включають:
1. Мають високу напругу та високу струмову продуктивність;
2. Впроваджувати функції високого рівня захисту за різних умов роботи;
Мають хороші характеристики електромагнітного екранування. Тому, щоб відповідати вимогам до продуктивності в рамках тенденції 800 В, технологічна ітерація високовольтних роз'ємів є неминучою.
Запобіжники: Збільшена швидкість проникнення нових запобіжників
Запобіжники – це «запобіжники» транспортних засобів на нових джерелах енергії. Запобіжник – це електричний пристрій, який, коли струм у системі перевищує номінальне значення, вироблене тепло розплавляє розплав, досягаючи мети розмикання кола.
Коефіцієнт проникнення нових запобіжників збільшився. Збуджувальний запобіжник спрацьовує за допомогою електричного сигналу, що активує збуджувальний пристрій, що дозволяє йому вивільняти накопичену енергію. Завдяки механічній силі він швидко генерує розрив та завершує гасіння дуги великого струму короткого замикання, тим самим відключаючи струм та досягаючи захисної дії. Порівняно з традиційними запобіжниками, збуджувальний конденсатор має такі характеристики, як малий розмір, низьке енергоспоживання, висока струмопровідна здатність, стійкість до великих струмових ударів, швидка реакція та керований час захисту, що робить його більш придатним для високовольтних систем. З огляду на тенденцію розвитку архітектури 800 В, рівень проникнення на ринок стимулюючих запобіжників швидко зростатиме, і очікується, що вартість одного транспортного засобу досягне 250 юанів.
Розрахунок простору для запобіжників та високовольтних роз'ємів: CAGR = 189,2% від 22 до 25 років
Для просторового розрахунку запобіжників та високовольтних роз'ємів для моделі транспортного засобу на 800 В ми припускаємо, що:
1. Вартість одного транспортного засобу високовольтних роз'ємів становить близько 3000 юанів/транспортний засіб;
2. Вартість запобіжника на один автомобіль становить близько 250 юанів/автомобіль;
Згідно з нашими розрахунками, обсяг ринку високовольтних роз'ємів та запобіжників, що з'являться завдяки моделі швидкої зарядки 800 В у 2025 році, становитиме 6,458 млрд юанів та 538 млн юанів відповідно, зі середньорічним темпом зростання (CAGR) 189,2%.
Час публікації: 10 листопада 2023 р.
