V tradiční architektuře 400V, permanentní magnetmotoryjsou náchylné k zahřívání a demagnetizaci za podmínek vysokého proudu a vysoké rychlosti, což ztěžuje zlepšení celkového výkonu motoru. To poskytuje architektuře 800V příležitost k dosažení zvýšeného výkonu motoru při stejné intenzitě proudu. V rámci architektury 800Vmotorčelí dvěma hlavním požadavkům: prevenci koroze ložisek a zlepšení izolačních vlastností.
Trendy technologických tras:
Postup vinutí motoru: plochý drát. Motor s plochým drátem označujemotorkterý používá plochý měděný vinutý stator (konkrétně synchronní motor s permanentními magnety). Ve srovnání s kruhovým motorem s vinutím má plochý motor s vinutím výhody, jako jsou malé rozměry, vysoká míra plnění drážek, vysoká hustota výkonu, dobrý výkon, lepší hluk a vibrace (NVH) a lepší tepelná vodivost a odvod tepla. Dokáže lépe splňovat požadavky na nízkou hmotnost, vysokou hustotu výkonu a další výkonnostní požadavky na vysokonapěťové platformy. Zároveň může zmírnit problém s korozí ložisek způsobený rozpadem olejového filmu a tvorbou hřídelového proudu při vysokém hřídelovém napětí.
1. Trend technologie chlazení motoru: chlazení olejem. Chlazení olejem řeší nevýhody technologie vodního chlazení snížením objemu motoru a zvýšením výkonu. Výhodou chlazení olejem je, že olej má nevodivé a nemagnetické vlastnosti, lepší izolační vlastnosti a může se přímo dotýkat vnitřních součástí motoru. Za stejných provozních podmínek se vnitřní teploty chlazeného olejemotoryjsou asi o 15 % nižší než u vodou chlazenýchmotory, což usnadňuje motoru odvod tepla.
Elektrické ovládání: alternativní řešení s SiC, které ukazuje výkonnostní výhody
Zlepšení efektivity, snížení spotřeby energie a zmenšení objemu. S rozvojem vysokonapěťové pracovní platformy 800 V pro baterie byly kladeny vyšší požadavky na komponenty související s elektrickým pohonem a elektronickým řízením.
Podle údajů společnosti Fodie Power mají zařízení z karbidu křemíku při použití v regulátorech motorů následující výhody:
1. Může zlepšit účinnost nízkého zatížení v elektronickém řídicím systému a prodloužit dojezd vozidla o 5–10 %;
2. Zvyšte hustotu výkonu regulátoru z 18 kW/L na 45 kW/L, což vede k miniaturizaci;
3. Zvýšit účinnost efektivní zóny představující 85 % o 6 % a zvýšit účinnost zóny středního a nízkého zatížení o 10 %;
4. Objem prototypu elektronického řízení z karbidu křemíku se snížil o 40 %, což může efektivně zlepšit využití prostoru a napomoci rozvoji trendu miniaturizace.
Výpočet prostoru pro elektrické ovládání: Velikost trhu může dosáhnout 2,5 miliardy juanů,
Tříletá složená roční míra růstu 189,9 %
Pro prostorový výpočet regulátoru motoru v modelu vozidla s napětím 800 V předpokládáme, že:
1. Nové energetické vozidlo pod vysokonapěťovou platformou je vybaveno sadou regulátorů motoru nebo sestavou elektrického pohonu;
2. Hodnota jednoho automobilu: Na základě tržeb/prodeje odpovídajících produktů oznámených ve výroční zprávě společnosti Intel za rok 2021 je hodnota 1141,29 juanů/sada. Vzhledem k tomu, že popularizace a propagace zařízení z karbidu křemíku v oblasti elektronických řídicích produktů v budoucnu povede ke zvýšení jednotkové hodnoty produktů, předpokládáme, že jednotková cena bude v roce 2022 1145 juanů/sada a bude se rok od roku zvyšovat.
Podle našich výpočtů bude v roce 2025 objem domácího a globálního trhu s elektrickými regulátory na platformě 800V činit 1,154 miliardy juanů, respektive 2,486 miliardy juanů. Roční míra růstu (CAGR) za roky 22–25 bude 172,02 %, respektive 189,98 %.
Napájení vozidla: aplikace zařízení SiC, podporující vývoj 800V
Pokud jde o zlepšení výkonu produktu: Ve srovnání s tradičními křemíkovými MOS trubicemi mají křemíkové MOS trubice z karbidu křemíku vynikající vlastnosti, jako je nízký vodivostní odpor, vyšší napěťový odpor, dobré vysokofrekvenční vlastnosti, vysoká teplotní odolnost a extrémně malá kapacita přechodu. Ve srovnání s napájecími zdroji pro vozidla (OBC) vybavenými zařízeními na bázi křemíku mohou zvýšit spínací frekvenci, snížit objem, snížit hmotnost, zlepšit hustotu výkonu a zvýšit účinnost. Například spínací frekvence se zvýšila 4–5krát; objem se snížil přibližně 2krát; hmotnost se snížila 2krát; hustota výkonu se zvýšila z 2,1 na 3,3 kW/l; účinnost se zvýšila o více než 3 %.
Použití SiC součástek může pomoci automobilovým energetickým produktům splnit trendy, jako je vysoká hustota výkonu, vysoká účinnost přeměny a miniaturizace s nízkou hmotností, a lépe se přizpůsobit potřebám rychlého nabíjení a vývoji 800V platforem. Použití SiC napájecích součástek v DC/DC může také přinést zařízením vysokou napěťovou odolnost, nízké ztráty a nízkou hmotnost.
Z hlediska vytváření růstu trhu: Aby se vozidla vybavená platformou s napětím 800 V přizpůsobila tradičnímu rychlonabíjecímu systému 400 V DC, musí být vybavena dalším měničem DC/DC, který zvyšuje napětí 400 V na 800 V pro rychlé nabíjení baterií DC, což dále zvyšuje poptávku po zařízeních DC/DC. Zároveň platforma vysokého napětí podpořila modernizaci palubních nabíječek a přinesla nové přírůstky do vysokonapěťových palubních nabíječek.
Výpočet napájecího zdroje pro vozidla: Více než 3 miliardy juanů ve vesmíru za 25 let, zdvojnásobení průměrné roční míry růstu za 22–25 let
Pro prostorový výpočet produktu pro napájení vozidla (DC/DC měnič a palubní nabíječka vozidla) v modelu vozidla 800V předpokládáme, že:
Nové energetické vozidlo je vybaveno sadou DC/DC měničů a palubní nabíječkou OBC nebo sadou integrovaných palubních napájecích produktů;
Tržní prostor pro produkty pro pohon vozidel = Prodej vozidel s novými energetickými zdroji × Hodnota odpovídajícího produktu pro jednotlivé vozidlo;
Hodnota jednoho automobilu: Na základě objemu tržeb/prodeje odpovídajícího produktu ve výroční zprávě společnosti Xinrui Technology za rok 2021. Cena DC/DC měniče je 1589,68 juanů/vozidlo; cena palubního OBC je 2029,32 juanů/vozidlo.
Podle našich výpočtů bude v roce 2025 na platformě 800V domácí a globální trh s DC/DC měniči činit 1,588 miliardy juanů, respektive 3,422 miliardy juanů, s průměrnou roční mírou růstu (CAGR) 170,94 % a 188,83 % v letech 2022 až 2025; domácí a globální trh s palubními nabíječkami OBC činí 2,027 miliardy juanů, respektive 4,369 miliardy juanů, s průměrnou roční mírou růstu (CAGR) 170,94 % a 188,83 % v letech 2022 až 2025.
Relé: Nárůst objemových cen v důsledku trendu vysokého napětí
Vysokonapěťové stejnosměrné relé je klíčovou součástí vozidel s novými energetickými motory, přičemž jedno vozidlo používá 5–8 vozidel. Vysokonapěťové stejnosměrné relé je pojistný ventil pro vozidla s novými energetickými motory, který se během provozu vozidla přepne do připojeného stavu a v případě poruchy vozidla může oddělit systém ukládání energie od elektrického systému. V současné době musí být vozidla s novými energetickými motory vybavena 5–8 vysokonapěťovými stejnosměrnými relé (včetně 1–2 hlavních relé pro nouzové spínání vysokonapěťového obvodu v případě nehod nebo abnormalit obvodu; 1 přednabíječky pro sdílení nárazové zátěže hlavního relé; 1–2 rychlonabíječek pro izolaci vysokého napětí v případě náhlých abnormalit obvodu; 1–2 běžných nabíjecích relé; a 1 pomocného relé vysokonapěťového systému).
Výpočet prostoru pro relé: 3 miliardy juanů ve vesmíru během 25 let, s průměrnou roční mírou růstu (CAGR) překračující dvojnásobek za 22–25 let
Pro výpočet prostoru pro relé v modelu vozidla s napětím 800 V předpokládáme, že:
Vozidla s vysokým napětím pro novou energii musí být vybavena 5–8 relé, proto volíme průměr s požadavkem 6 relé na jedno vozidlo;
2. Vzhledem k nárůstu hodnoty stejnosměrných relé na vozidlo v důsledku propagace platforem vysokonapěťových relé v budoucnu předpokládáme jednotkovou cenu 200 juanů za kus v roce 2022 a budeme ji rok od roku zvyšovat;
Podle našich výpočtů se tržní prostor pro vysokonapěťová stejnosměrná relé na platformě 800 V v roce 2025 blíží 3 miliardám juanů s průměrnou roční mírou růstu 202,6 %.
Tenkovrstvé kondenzátory: první volba v oblasti nové energie
Tenké vrstvy se v oblasti nové energie staly preferovanou alternativou k elektrolýze. Základní součástí elektronického řídicího systému vozidel pro novou energii je střídač. Pokud kolísání napětí na sběrnici překročí povolený rozsah, způsobí to poškození IGBT. Proto je nutné použít kondenzátory k vyhlazení a filtrování výstupního napětí usměrňovače a k absorpci pulzního proudu s vysokou amplitudou. V oblasti střídačů jsou obvykle vyžadovány kondenzátory se silnou odolností proti přepětí, vysokou bezpečností, dlouhou životností a vysokou teplotní odolností. Tenkovrstvé kondenzátory lépe splňují výše uvedené požadavky, což z nich činí preferovanou volbu v oblasti nové energie.
Používání jednotlivých vozidel postupně roste a poptávka po tenkovrstvých kondenzátorech bude mnohem vyšší než tempo růstu odvětví vozidel s novými energetickými zdroji. Poptávka po vysokonapěťových platformách vozidel s novými energetickými zdroji se zvýšila, zatímco špičková elektrická vozidla vybavená vysokonapěťovým rychlonabíjením obvykle potřebují 2–4 tenkovrstvé kondenzátory. Produkty s tenkovrstvými kondenzátory budou čelit větší poptávce než vozidla s novými energetickými zdroji.
Poptávka po tenkovrstvých kondenzátorech: Vysokonapěťové rychlé nabíjení přináší nový růst s roční mírou růstu 189,2 % za 22–25 let.
Pro prostorový výpočet tenkovrstvých kondenzátorů v modelu vozidla s napětím 800 V předpokládáme, že:
1. Cena tenkovrstvých kondenzátorů se liší v závislosti na modelu vozidla a výkonu motoru. Čím vyšší výkon, tím vyšší hodnota a odpovídající vyšší cena. Za předpokladu průměrné ceny 300 juanů;
2. Poptávka po vozidlech na nové zdroje energie s vysokotlakým rychlonabíjením je 2–4 jednotky na jednotku a předpokládáme průměrnou poptávku 3 jednotky na jednotku.
Podle našeho výpočtu dosáhne prostor pro filmové kondenzátory, který v roce 2025 přinese model rychlého nabíjení 800 V, 1,937 miliardy juanů s průměrnou roční mírou růstu (CAGR) 189,2 %.
Vysokonapěťové konektory: zlepšení použití a výkonu
Vysokonapěťové konektory jsou jako cévy v lidském těle, jejich funkcí je nepřetržitě přenášet energii z bateriového systému do různých systémů.
Co se týče dávkování. V současné době je celá architektura vozidel stále založena především na 400 V. Aby bylo možné uspokojit poptávku po rychlém nabíjení 800 V, je zapotřebí měnič napětí DC/DC z 800 V na 400 V, čímž se zvyšuje počet konektorů. Proto se výrazně zlepší ASP vysokonapěťových konektorů u nových vozidel s energeticky úspornou architekturou 800 V. Odhadujeme, že hodnota jednoho automobilu je přibližně 3 000 juanů (tradiční vozidla na palivo mají hodnotu přibližně 1 000 juanů).
Z hlediska technologie. Požadavky na konektory ve vysokonapěťových systémech zahrnují:
1. Mají vysoký napěťový a proudový výkon;
2. Implementovat funkce ochrany na vysoké úrovni za různých pracovních podmínek;
Mají dobré elektromagnetické stínění. Proto je pro splnění výkonnostních požadavků v rámci trendu 800V nevyhnutelná technologická iterace vysokonapěťových konektorů.
Pojistky: Zvýšená penetrační rychlost nových pojistek
Pojistky jsou „pojistkami“ vozidel s novým pohonem. Pojistka je elektrické zařízení, které v případě, že proud v systému překročí jmenovitou hodnotu, způsobí vznikající teplo roztavení taveniny, čímž se dosáhne účelu odpojení obvodu.
Míra penetrace nových pojistek se zvýšila. Budicí pojistka je spouštěna elektrickým signálem, který aktivuje budicí zařízení, což mu umožňuje uvolnit uloženou energii. Mechanickou silou rychle generuje přerušení a dokončí uhašení oblouku velkého poruchového proudu, čímž přeruší proud a dosáhne ochranného účinku. Ve srovnání s tradičními pojistkami má budicí kondenzátor vlastnosti jako malá velikost, nízká spotřeba energie, vysoká proudová únosnost, odolnost vůči velkým proudovým rázům, rychlá reakce a řiditelné časování ochrany, díky čemuž je vhodnější pro vysokonapěťové systémy. S trendem architektury 800V se míra penetrace stimulačních pojistek na trhu rapidně zvýší a očekává se, že hodnota jednoho vozidla dosáhne 250 juanů.
Výpočet prostoru pro pojistky a vysokonapěťové konektory: CAGR = 189,2 % od 22 do 25 let
Pro prostorový výpočet pojistek a vysokonapěťových konektorů v modelu vozidla 800 V předpokládáme, že:
1. Hodnota jednoho vozidla s vysokonapěťovými konektory je přibližně 3000 juanů/vozidlo;
2. Hodnota pojistky pro jedno vozidlo je přibližně 250 juanů/vozidlo;
Podle našich výpočtů bude tržní prostor pro vysokonapěťové konektory a pojistky, které v roce 2025 přinese model rychlého nabíjení 800 V, 6,458 miliardy juanů, respektive 538 milionů juanů, s průměrnou roční mírou růstu (CAGR) 189,2 %.
Čas zveřejnění: 10. listopadu 2023
