U tradicionalnoj arhitekturi od 400 V, permanentni magnetmotoriskloni su zagrijavanju i demagnetizaciji pod uvjetima visoke struje i velike brzine, što otežava poboljšanje ukupne snage motora. To pruža priliku arhitekturi od 800 V da postigne povećanu snagu motora pod istim intenzitetom struje. Pod arhitekturom od 800 V,motorsuočava se s dva glavna zahtjeva: sprječavanjem korozije ležajeva i poboljšanim izolacijskim performansama.
Trendovi tehnoloških ruta:
Postupak namotavanja motora: ravna žica. Motor s ravnom žicom odnosi se namotorkoji koristi stator s ravnim bakrenim namotom (posebno sinkroni motor s permanentnim magnetom). U usporedbi s motorom s kružnom žicom, motor s ravnim žicom ima prednosti kao što su mala veličina, visoka stopa popunjavanja utora, visoka gustoća snage, dobre NVH performanse te bolje performanse toplinske vodljivosti i odvođenja topline. Može bolje zadovoljiti zahtjeve za performansama male težine, visoke gustoće snage i druge zahtjeve performansi pod platformama visokog napona. Istovremeno, može ublažiti problem korozije ležajeva uzrokovan pucanjem uljnog filma i stvaranjem struje osovine kada je napon osovine visok.
1. Trend tehnologije hlađenja motora: hlađenje uljem. Hlađenje uljem rješava nedostatke tehnologije hlađenja vodom smanjenjem volumena motora i povećanjem snage. Prednost hlađenja uljem je u tome što ulje ima neprovodljiva i nemagnetska svojstva, bolje izolacijske performanse i može izravno dodirivati unutarnje komponente motora. Pod istim radnim uvjetima, unutarnje temperature hlađenog uljamotorisu oko 15% niži od onih hlađenih vodommotori, što motoru olakšava odvođenje topline.
Električna kontrola: SiC alternativno rješenje, koje pokazuje prednosti performansi
Poboljšajte učinkovitost, smanjite potrošnju energije i smanjite volumen. S napretkom radne platforme visokog napona od 800 V za baterije, postavljeni su veći zahtjevi za komponente povezane s električnim pogonom i elektroničkim upravljanjem.
Prema podacima tvrtke Fodie Power, uređaji od silicij-karbida imaju sljedeće prednosti u primjeni proizvoda za kontrolu motora:
1. Može poboljšati učinkovitost malih opterećenja u elektroničkom upravljačkom sustavu, povećavajući domet vozila za 5-10%;
2. Povećati gustoću snage regulatora s 18 kW/L na 45 kW/L, što pogoduje miniaturizaciji;
3. Povećati učinkovitost učinkovite zone koja čini 85% za 6%, te povećati učinkovitost zone srednjeg i niskog opterećenja za 10%;
4. Volumen prototipa elektroničkog upravljanja od silicij-karbida smanjen je za 40%, što može učinkovito poboljšati iskorištenost prostora i pomoći u trendu razvoja miniaturizacije.
Izračun prostora za električnu kontrolu: Veličina tržišta može doseći 2,5 milijardi juana,
Trogodišnja složena godišnja stopa rasta (CAGR) 189,9%
Za prostorni izračun regulatora motora pod modelom vozila od 800 V, pretpostavljamo da:
1. Novo energetsko vozilo pod visokonaponskom platformom opremljeno je skupom regulatora motora ili sklopom električnog pogona;
2. Vrijednost jednog automobila: Na temelju prihoda/prodaje odgovarajućih proizvoda objavljenih u godišnjem izvješću Intela za 2021. godinu, vrijednost iznosi 1141,29 juana/set. S obzirom na to da će popularizacija i promocija silicij-karbidnih uređaja u području elektroničkih upravljačkih proizvoda u budućnosti dovesti do povećanja jedinične vrijednosti proizvoda, pretpostavljamo da će jedinična cijena biti 1145 juana/set u 2022. godini i da će se povećavati iz godine u godinu.
Prema našim izračunima, 2025. godine domaće i globalno tržište električnih kontrolera na platformi 800V iznosit će 1,154 milijarde juana, odnosno 2,486 milijardi juana. CAGR za godine 22-25 iznosit će 172,02% i 189,98%.
Napajanje vozila: primjena SiC uređaja, podrška razvoju 800V
Što se tiče poboljšanja performansi proizvoda: U usporedbi s tradicionalnim silicijskim MOS cijevima, silicij-karbidne MOS cijevi imaju izvrsne karakteristike kao što su niski otpor vodljivosti, veći naponski otpor, dobre visokofrekventne karakteristike, otpornost na visoke temperature i izuzetno mali kapacitet spoja. U usporedbi s proizvodima za napajanje u vozilima (OBC) opremljenim uređajima na bazi Si, mogu povećati frekvenciju preklapanja, smanjiti volumen, smanjiti težinu, poboljšati gustoću snage i povećati učinkovitost. Na primjer, frekvencija preklapanja povećala se 4-5 puta; volumen se smanjio za oko 2 puta; težina se smanjila za 2 puta; gustoća snage povećala se s 2,1 na 3,3 kW/L; učinkovitost se poboljšala za više od 3%.
Primjena SiC uređaja može pomoći automobilskim energetskim proizvodima da se prilagode trendovima kao što su visoka gustoća snage, visoka učinkovitost pretvorbe i mala težina te da se bolje prilagode potrebama brzog punjenja i razvoju 800V platformi. Primjena SiC energetskih uređaja u DC/DC također može donijeti visoku otpornost na napon, male gubitke i malu težinu uređajima.
U smislu stvaranja rasta tržišta: Kako bi se prilagodila tradicionalnom sustavu brzog punjenja od 400 V DC, vozila opremljena platformom napona od 800 V moraju biti opremljena dodatnim DC/DC pretvaračem za pojačavanje 400 V na 800 V za brzo DC punjenje baterija, što dodatno povećava potražnju za DC/DC uređajima. Istovremeno, visokonaponska platforma također je potaknula nadogradnju ugrađenih punjača, donoseći nove dodatke visokonaponskim OBC-ima.
Izračun svemirskog napajanja vozila: Preko 3 milijarde juana u svemiru u 25 godina, udvostručujući složenu godišnju stopu rasta u 22-25 godina
Za prostorni izračun proizvoda za napajanje vozila (DC/DC pretvarač i OBC punjača vozila) za model vozila od 800 V, pretpostavljamo da:
Novo energetsko vozilo opremljeno je setom DC/DC pretvarača i ugrađenim punjačem OBC ili setom integriranih proizvoda za napajanje u vozilu;
Tržišni prostor za proizvode za pogon vozila = Prodaja vozila na novu energiju × Vrijednost pojedinačnog vozila odgovarajućeg proizvoda;
Vrijednost jednog automobila: Na temelju prihoda/obima prodaje odgovarajućeg proizvoda u godišnjem izvješću Xinrui Technology za 2021. godinu. Među njima, DC/DC pretvarač iznosi 1589,68 juana/vozilo; Ugrađeni OBC iznosi 2029,32 juana/vozilo.
Prema našim izračunima, na platformi od 800 V u 2025. godini, domaći i globalni tržišni prostor za DC/DC pretvarače iznosit će 1,588 milijardi juana odnosno 3,422 milijarde juana, s godišnjom godišnjom stopom rasta (CAGR) od 170,94% odnosno 188,83% od 2022. do 2025. godine; domaći i globalni tržišni prostor za ugrađene punjače OBC iznosi 2,027 milijardi juana odnosno 4,369 milijardi juana, s godišnjom stopom rasta (CAGR) od 170,94% odnosno 188,83% od 2022. do 2025. godine.
Relej: Povećanje cijene na veliko pod utjecajem trenda visokog napona
Visokonaponski istosmjerni relej je ključna komponenta vozila s novim energetskim pogonom, s potrošnjom od 5-8 vozila po vozilu. Visokonaponski istosmjerni relej je sigurnosni ventil za vozila s novim energetskim pogonom, koji tijekom rada vozila ulazi u povezano stanje i može odvojiti sustav za pohranu energije od električnog sustava u slučaju kvara vozila. Trenutno, vozila s novim energetskim pogonom moraju biti opremljena s 5-8 visokonaponskih istosmjernih releja (uključujući 1-2 glavna releja za hitno prebacivanje visokonaponskog kruga u slučaju nesreća ili abnormalnosti kruga; 1 predpunjač za dijeljenje udarnog opterećenja glavnog releja; 1-2 brza punjača za izolaciju visokog napona u slučaju iznenadnih abnormalnosti kruga; 1-2 obična releja za punjenje; i 1 relej pomoćnog stroja visokonaponskog sustava).
Izračun relejnog prostora: 3 milijarde juana u svemiru unutar 25 godina, s CAGR-om većim od 2 puta u 22-25 godina
Za izračun prostora releja ispod modela vozila od 800 V, pretpostavljamo da:
Vozila visokog napona nove energije moraju biti opremljena s 5-8 releja, pa odabiremo prosjek, s potrebom jednog vozila od 6;
2. Uzimajući u obzir povećanje vrijednosti istosmjernih releja po vozilu zbog promocije visokonaponskih relejnih platformi u budućnosti, pretpostavljamo jediničnu cijenu od 200 juana po jedinici u 2022. godini i povećavamo je iz godine u godinu;
Prema našim izračunima, tržišni prostor za visokonaponske istosmjerne releje na platformi od 800 V u 2025. godini iznosi blizu 3 milijarde juana, sa složenom godišnjom stopom rasta (CAGR) od 202,6%.
Tankoslojni kondenzatori: prvi izbor u području nove energije
Tanki filmovi postali su preferirana alternativa elektrolizi u području nove energije. Osnovna komponenta elektroničkog upravljačkog sustava vozila nove energije je inverter. Ako fluktuacija napona na sabirnici prijeđe dopušteni raspon, to će uzrokovati oštećenje IGBT-a. Stoga je potrebno koristiti kondenzatore za izglađivanje i filtriranje izlaznog napona ispravljača te apsorpciju impulsne struje visoke amplitude. U području invertera obično su potrebni kondenzatori s jakom otpornošću na prenapon, visokom sigurnošću, dugim vijekom trajanja i otpornošću na visoku temperaturu. Tankoslojni kondenzatori mogu bolje zadovoljiti gore navedene zahtjeve, što ih čini preferiranim izborom u području nove energije.
Korištenje pojedinačnih vozila postupno raste, a potražnja za tankoslojnim kondenzatorima bit će puno veća od stope rasta industrije vozila na novu energiju. Potražnja za visokonaponskim platformama vozila na novu energiju povećala se, dok vrhunska električna vozila opremljena brzim punjenjem visokog napona općenito trebaju biti opremljena s 2-4 tankoslojna kondenzatora. Proizvodi s tankoslojnim kondenzatorima suočit će se s većom potražnjom od vozila na novu energiju.
Potražnja za tankoslojnim kondenzatorima: Brzo punjenje visokim naponom donosi novi rast, s godišnjom stopom rasta od 189,2% za 22-25 godina
Za prostorni izračun tankoslojnih kondenzatora u modelu vozila od 800 V, pretpostavljamo da:
1. Cijena tankoslojnih kondenzatora varira ovisno o različitim modelima vozila i snazi motora. Što je veća snaga, to je veća vrijednost, a time i cijena. Uz pretpostavku prosječne cijene od 300 juana;
2. Potražnja za vozilima na novu energiju s brzim punjenjem pod visokim tlakom iznosi 2-4 jedinice po jedinici, a pretpostavljamo prosječnu potražnju od 3 jedinice po jedinici.
Prema našem izračunu, prostor filmskih kondenzatora koji donosi model brzog punjenja od 800 V u 2025. godini iznosi 1,937 milijardi juana, sa složenom godišnjom stopom rasta od 189,2%.
Visokonaponski konektori: poboljšanje upotrebe i performansi
Visokonaponski konektori su poput krvnih žila u ljudskom tijelu, njihova je funkcija kontinuirano prenositi energiju iz baterijskog sustava u različite sustave.
Što se tiče doziranja. Trenutno je cijela arhitektura sustava vozila još uvijek uglavnom bazirana na 400 V. Kako bi se zadovoljila potražnja za brzim punjenjem od 800 V, potreban je DC/DC pretvarač napona s 800 V na 400 V, čime se povećava broj konektora. Stoga će se ASP visokonaponskih konektora novih energetskih vozila pod arhitekturom od 800 V značajno poboljšati. Procjenjujemo da je vrijednost jednog automobila oko 3000 juana (tradicionalna vozila na gorivo imaju vrijednost od oko 1000 juana).
Što se tiče tehnologije, zahtjevi za konektore u visokonaponskim sustavima uključuju:
1. Posjeduju performanse visokog napona i visoke struje;
2. Implementirati funkcije visoke razine zaštite u različitim radnim uvjetima;
Posjeduju dobre performanse elektromagnetskog oklopa. Stoga, kako bi se zadovoljili zahtjevi performansi u okviru trenda od 800 V, neizbježna je tehnološka iteracija visokonaponskih konektora.
Osigurači: Povećana stopa prodiranja novih osigurača
Osigurači su "osigurači" vozila na novu energiju. Osigurač je električni uređaj koji, kada struja u sustavu prijeđe nazivnu vrijednost, stvorena toplina će stopiti talinu, postižući svrhu isključivanja strujnog kruga.
Stopa prodiranja novih osigurača se povećala. Pobudni osigurač se aktivira električnim signalom koji aktivira pobudni uređaj, omogućujući mu oslobađanje pohranjene energije. Mehaničkom silom brzo generira prekid i dovršava gašenje luka velike struje kvara, čime se prekida struja i postiže zaštitno djelovanje. U usporedbi s tradicionalnim osiguračima, pobudni kondenzator ima karakteristike male veličine, male potrošnje energije, velike nosivosti struje, otpornosti na velike strujne udare, brzog djelovanja i kontroliranog vremena zaštite, što ga čini prikladnijim za visokonaponske sustave. S trendom arhitekture od 800 V, stopa prodiranja pobudnih osigurača na tržište brzo će se povećati, a očekuje se da će vrijednost jednog vozila doseći 250 juana.
Izračun prostora za osigurače i visokonaponske konektore: CAGR = 189,2% od 22 do 25 godina
Za prostorni izračun osigurača i visokonaponskih konektora za model vozila od 800 V, pretpostavljamo da:
1. Vrijednost jednog vozila visokonaponskih konektora je oko 3000 juana/vozilo;
2. Vrijednost osigurača za jedno vozilo je oko 250 juana/vozilo;
Prema našim izračunima, tržišni prostor za visokonaponske konektore i osigurače koje donosi model brzog punjenja od 800 V u 2025. godini iznosi 6,458 milijardi juana odnosno 538 milijuna juana, sa složenom godišnjom stopom rasta od 189,2%.
Vrijeme objave: 10. studenog 2023.
