V rámci tradičnej 400V architektúry, permanentný magnetmotorysú náchylné na zahrievanie a demagnetizáciu pri vysokých prúdoch a rýchlostiach, čo sťažuje zlepšenie celkového výkonu motora. To poskytuje architektúre 800V príležitosť dosiahnuť zvýšený výkon motora pri rovnakej intenzite prúdu. V rámci architektúry 800V...motorčelí dvom hlavným požiadavkám: prevencii korózie ložísk a zlepšenému izolačnému výkonu.
Trendy technologických trás:
Postup vinutia motora: plochý drôt. Motor s plochým drôtom sa vzťahuje namotorktorý používa plochý stator s medeným vinutím (konkrétne synchrónny motor s permanentným magnetom). V porovnaní s kruhovým motorom s vinutím má plochý motor s vinutím výhody, ako sú malé rozmery, vysoká miera plnenia drážok, vysoká hustota výkonu, dobrý výkon NVH a lepšia tepelná vodivosť a odvod tepla. Dokáže lepšie splniť požiadavky na nízku hmotnosť, vysokú hustotu výkonu a ďalšie výkonnostné požiadavky na vysokonapäťových platformách. Zároveň dokáže zmierniť problém korózie ložísk spôsobený rozpadom olejového filmu a tvorbou hriadeľového prúdu pri vysokom napätí hriadeľa.
1. Trend technológie chladenia motora: chladenie olejom. Chladenie olejom rieši nevýhody technológie vodného chladenia znížením objemu motora a zvýšením výkonu. Výhodou chladenia olejom je, že olej má nevodivé a nemagnetické vlastnosti, lepší izolačný výkon a môže sa priamo dotýkať vnútorných komponentov motora. Za rovnakých prevádzkových podmienok sa vnútorné teploty chladeného olejamotorysú približne o 15 % nižšie ako pri vodou chladenýchmotory, čo uľahčuje motoru odvádzanie tepla.
Elektrické ovládanie: Alternatívne riešenie SiC, ktoré predstavuje výkonnostné výhody
Zlepšenie účinnosti, zníženie spotreby energie a zníženie objemu. S pokrokom v oblasti vysokonapäťovej pracovnej platformy 800 V pre batérie sa kladú vyššie požiadavky na komponenty súvisiace s elektrickým pohonom a elektronickým riadením.
Podľa údajov spoločnosti Fodie Power majú zariadenia z karbidu kremíka nasledujúce výhody pri použití produktov pre reguláciu motora:
1. Môže zlepšiť účinnosť nízkeho zaťaženia v elektronickom riadiacom systéme a zvýšiť dojazd vozidla o 5 – 10 %;
2. Zvýšte hustotu výkonu regulátora z 18 kW/l na 45 kW/l, čo vedie k miniaturizácii;
3. Zvýšiť účinnosť efektívnej zóny predstavujúcej 85 % o 6 % a zvýšiť účinnosť zóny so stredným a nízkym zaťažením o 10 %;
4. Objem prototypu elektronického riadenia z karbidu kremíka sa znížil o 40 %, čo môže efektívne zlepšiť využitie priestoru a pomôcť pri vývoji trendu miniaturizácie.
Výpočet priestoru pre elektrické riadenie: Veľkosť trhu môže dosiahnuť 2,5 miliardy juanov,
Trojročná CAGR 189,9 %
Pre priestorový výpočet regulátora motora v modeli vozidla s napätím 800 V predpokladáme, že:
1. Nové energetické vozidlo pod vysokonapäťovou platformou je vybavené sadou ovládačov motora alebo zostavou elektrického pohonu;
2. Hodnota jedného vozidla: Na základe tržieb/predaja príslušných produktov oznámených vo výročnej správe spoločnosti Intel za rok 2021 je hodnota 1141,29 juanov/sada. Vzhľadom na to, že popularizácia a propagácia zariadení z karbidu kremíka v oblasti elektronických riadiacich produktov v budúcnosti povedie k zvýšeniu jednotkovej hodnoty produktov, predpokladáme, že jednotková cena bude v roku 2022 1145 juanov/sada a bude sa medziročne zvyšovať.
Podľa našich výpočtov bude v roku 2025 domáci a globálny trhový priestor pre elektrické regulátory na platforme 800V predstavovať 1,154 miliardy juanov a 2,486 miliardy juanov. CAGR za roky 2022 – 2025 bude 172,02 % a 189,98 %.
Napájanie vozidla: aplikácia zariadenia SiC, podporujúca vývoj 800V
Pokiaľ ide o zlepšenie výkonu produktu: V porovnaní s tradičnými kremíkovými MOS trubicami majú kremíkové MOS trubice vynikajúce vlastnosti, ako je nízky vodivý odpor, vyšší napäťový odpor, dobré vysokofrekvenčné charakteristiky, vysoká teplotná odolnosť a extrémne malá kapacita prechodu. V porovnaní s napájacími zdrojmi vo vozidlách (OBC) vybavenými zariadeniami na báze Si môžu zvýšiť spínaciu frekvenciu, znížiť objem, znížiť hmotnosť, zlepšiť hustotu výkonu a zvýšiť účinnosť. Napríklad spínacia frekvencia sa zvýšila 4 až 5-krát; objem sa znížil približne 2-krát; hmotnosť sa znížila 2-krát; hustota výkonu sa zvýšila z 2,1 na 3,3 kW/l; účinnosť sa zvýšila o viac ako 3 %.
Použitie SiC zariadení môže pomôcť automobilovým energetickým produktom splniť trendy, ako je vysoká hustota výkonu, vysoká účinnosť konverzie a ľahká miniaturizácia, a lepšie sa prispôsobiť potrebám rýchleho nabíjania a vývoju 800V platforiem. Použitie SiC napájacích zariadení v DC/DC môže tiež priniesť zariadeniam odolnosť voči vysokému napätiu, nízke straty a ľahkú hmotnosť.
Z hľadiska vytvárania rastu trhu: Aby sa vozidlá vybavené platformou s napätím 800 V prispôsobili tradičnému systému rýchlonabíjania 400 V DC, musia byť vybavené dodatočným meničom DC/DC na zvýšenie napätia zo 400 V na 800 V pre rýchle nabíjanie batérií jednosmerným prúdom, čo ďalej zvyšuje dopyt po zariadeniach DC/DC. Zároveň platforma vysokého napätia podporila aj modernizáciu palubných nabíjačiek a priniesla nové doplnky k vysokonapäťovým palubným nabíjačkám.
Výpočet napájania vozidiel vo vesmíre: Viac ako 3 miliardy juanov vo vesmíre za 25 rokov, zdvojnásobenie CAGR za 22 – 25 rokov
Pre priestorový výpočet produktu napájania vozidla (DC/DC menič a palubná nabíjačka vozidla) v modeli vozidla s napätím 800 V predpokladáme, že:
Vozidlo s novým pohonom je vybavené sadou DC/DC meničov a palubnou nabíjačkou OBC alebo sadou integrovaných palubných napájacích produktov;
Trhový priestor pre produkty pohonu vozidiel = Predaj vozidiel na novú energiu × Hodnota príslušného produktu pre jednotlivé vozidlo;
Hodnota jedného vozidla: Na základe objemu tržieb/predaja príslušného produktu vo výročnej správe spoločnosti Xinrui Technology za rok 2021. Cena DC/DC meniča je 1 589,68 juanov/vozidlo; cena palubného OBC je 2 029,32 juanov/vozidlo.
Podľa našich výpočtov bude v roku 2025 na platforme 800V domáci a globálny trhový priestor pre DC/DC meniče predstavovať 1,588 miliardy juanov a 3,422 miliardy juanov s CAGR 170,94 % a 188,83 % od roku 2022 do roku 2025; domáci a globálny trhový priestor pre palubné nabíjačky OBC predstavuje 2,027 miliardy juanov a 4,369 miliardy juanov s CAGR 170,94 % a 188,83 % od roku 2022 do roku 2025.
Relé: Zvýšenie objemovej ceny pri trende vysokého napätia
Vysokonapäťové jednosmerné relé je základnou súčasťou vozidiel s novým energetickým pohonom, pričom jedno vozidlo používa 5 až 8 vozidiel. Vysokonapäťové jednosmerné relé je poistný ventil pre vozidlá s novým energetickým pohonom, ktorý sa počas prevádzky vozidla prepne do pripojeného stavu a v prípade poruchy vozidla dokáže oddeliť systém skladovania energie od elektrického systému. V súčasnosti musia byť vozidlá s novým energetickým pohonom vybavené 5 až 8 vysokonapäťovými jednosmernými relé (vrátane 1 až 2 hlavných relé na núdzové prepínanie vysokonapäťového obvodu v prípade nehôd alebo abnormalít obvodu; 1 prednabíjačky na zdieľanie nárazovej záťaže hlavného relé; 1 až 2 rýchlonabíjačiek na izoláciu vysokého napätia v prípade náhlych abnormalít obvodu; 1 až 2 bežných nabíjacích relé; a 1 pomocného strojového relé vysokonapäťového systému).
Výpočet štafetového priestoru: 3 miliardy juanov vo vesmíre do 25 rokov, pričom CAGR prekročí dvojnásobok za 22 – 25 rokov
Na výpočet priestoru relé pod modelom vozidla s napätím 800 V predpokladáme, že:
Vozidlá s novým energetickým systémom s vysokým napätím musia byť vybavené 5 až 8 relé, preto volíme priemer s požiadavkou na jedno vozidlo 6 relé;
2. Vzhľadom na nárast hodnoty jednosmerných relé na vozidlo v dôsledku propagácie platforiem vysokonapäťových relé v budúcnosti predpokladáme jednotkovú cenu 200 juanov za kus v roku 2022 a budeme ju medziročne zvyšovať;
Podľa našich výpočtov sa trhový priestor pre vysokonapäťové jednosmerné relé na platforme 800 V v roku 2025 blíži k 3 miliardám juanov s medziročnou mierou rastu 202,6 %.
Tenkovrstvové kondenzátory: prvá voľba v oblasti novej energie
Tenké vrstvy sa stali preferovanou alternatívou k elektrolýze v oblasti novej energie. Základnou súčasťou elektronického riadiaceho systému vozidiel s novou energiou je menič. Ak kolísanie napätia na zbernici prekročí povolený rozsah, spôsobí to poškodenie IGBT. Preto je potrebné použiť kondenzátory na vyhladenie a filtrovanie výstupného napätia usmerňovača a absorbovať impulzný prúd s vysokou amplitúdou. V oblasti meničov sa zvyčajne vyžadujú kondenzátory so silnou odolnosťou voči prepätiu, vysokou bezpečnosťou, dlhou životnosťou a vysokou teplotnou odolnosťou. Tenkovrstvové kondenzátory dokážu lepšie splniť vyššie uvedené požiadavky, vďaka čomu sú preferovanou voľbou v oblasti novej energie.
Používanie jednotlivých vozidiel postupne rastie a dopyt po tenkovrstvových kondenzátoroch bude oveľa vyšší ako tempo rastu odvetvia vozidiel s novými energetickými zdrojmi. Dopyt po platformách vysokonapäťových vozidiel s novými energetickými zdrojmi sa zvýšil, zatiaľ čo špičkové elektrické vozidlá vybavené vysokonapäťovým rýchlym nabíjaním musia byť vo všeobecnosti vybavené 2 až 4 tenkovrstvovými kondenzátormi. Produkty s tenkovrstvovými kondenzátormi budú čeliť väčšiemu dopytu ako vozidlá s novými energetickými zdrojmi.
Dopyt po tenkovrstvových kondenzátoroch: Rýchlonabíjanie vysokým napätím prináša nový rast s ročnou mierou rastu 189,2 % za 22 – 25 rokov.
Pre priestorový výpočet tenkovrstvových kondenzátorov v modeli vozidla s napätím 800 V predpokladáme, že:
1. Cena tenkovrstvových kondenzátorov sa líši v závislosti od modelu vozidla a výkonu motora. Čím vyšší je výkon, tým vyššia je hodnota a tým vyššia je aj cena. Za predpokladu priemernej ceny 300 juanov;
2. Dopyt po vozidlách s novými energetickými systémami a vysokotlakovým rýchlym nabíjaním je 2 – 4 jednotky na jednotku a predpokladáme priemerný dopyt 3 jednotky na jednotku.
Podľa nášho výpočtu predstavuje priestor pre filmové kondenzátory, ktorý v roku 2025 prinesie model rýchleho nabíjania 800 V, 1,937 miliardy juanov s CAGR = 189,2 %.
Vysokonapäťové konektory: zlepšenie používania a výkonu
Vysokonapäťové konektory sú ako cievy v ľudskom tele, ich funkciou je nepretržite prenášať energiu z batériového systému do rôznych systémov.
Čo sa týka dávkovania. V súčasnosti je celá architektúra systému vozidla stále založená najmä na 400 V. Na uspokojenie dopytu po rýchlom nabíjaní 800 V je potrebný menič napätia DC/DC z 800 V na 400 V, čím sa zvyšuje počet konektorov. Preto sa výrazne zlepší výkon vysokonapäťových konektorov nových vozidiel s energetickým systémom 800 V. Odhadujeme, že hodnota jedného auta je približne 3 000 juanov (tradičné vozidlá na palivo majú hodnotu približne 1 000 juanov).
Z hľadiska technológie. Požiadavky na konektory vo vysokonapäťových systémoch zahŕňajú:
1. Majú vysoký výkon pri vysokom napätí a vysokom prúde;
2. Implementovať funkcie ochrany na vysokej úrovni za rôznych pracovných podmienok;
Majú dobrý elektromagnetický tieniaci výkon. Preto, aby sa splnili výkonnostné požiadavky v rámci trendu 800V, je nevyhnutná technologická iterácia vysokonapäťových konektorov.
Poistky: Zvýšená miera penetrácie nových poistiek
Poistky sú „poistkami“ vozidiel s novým pohonom. Poistka je elektrické zariadenie, ktoré, keď prúd v systéme prekročí menovitú hodnotu, generované teplo roztaví taveninu, čím sa dosiahne účel odpojenia obvodu.
Miera penetrácie nových poistiek sa zvýšila. Budiaca poistka sa spúšťa elektrickým signálom, ktorý aktivuje budiace zariadenie, čo mu umožňuje uvoľniť uloženú energiu. Mechanickou silou rýchlo generuje prerušenie a dokončí zhasnutie oblúka pri veľkom poruchovom prúde, čím sa prúd preruší a dosiahne sa ochranný účinok. V porovnaní s tradičnými poistkami má budiaci kondenzátor vlastnosti ako malá veľkosť, nízka spotreba energie, vysoká prúdová zaťažiteľnosť, odolnosť voči veľkým prúdovým rázom, rýchla reakcia a kontrolovateľné časovanie ochrany, vďaka čomu je vhodnejší pre vysokonapäťové systémy. V trende architektúry 800 V sa miera penetrácie stimulačných poistiek na trhu rýchlo zvýši a očakáva sa, že hodnota jedného vozidla dosiahne 250 juanov.
Výpočet priestoru pre poistky a vysokonapäťové konektory: CAGR = 189,2 % od 22 do 25 rokov
Pre priestorový výpočet poistiek a vysokonapäťových konektorov v modeli vozidla s napätím 800 V predpokladáme, že:
1. Hodnota jedného vozidla s vysokonapäťovými konektormi je približne 3 000 juanov/vozidlo;
2. Hodnota poistky pre jedno vozidlo je približne 250 juanov/vozidlo;
Podľa našich výpočtov bude trhový priestor pre vysokonapäťové konektory a poistky, ktoré prinesie model rýchleho nabíjania 800 V v roku 2025, 6,458 miliardy juanov a 538 miliónov juanov s CAGR = 189,2 %.
Čas uverejnenia: 10. novembra 2023
