Nell'architettura tradizionale a 400 V, magnete permanentemotorisono soggetti a riscaldamento e smagnetizzazione in condizioni di corrente e velocità elevate, rendendo difficile l'aumento della potenza complessiva del motore. Ciò offre all'architettura a 800 V l'opportunità di ottenere una maggiore potenza del motore a parità di intensità di corrente. Con l'architettura a 800 V,motoredeve soddisfare due requisiti principali: la prevenzione della corrosione dei cuscinetti e il miglioramento delle prestazioni di isolamento.
Tendenze del percorso tecnologico:
Percorso del processo di avvolgimento del motore: filo piatto. Un motore a filo piatto si riferisce a unmotoreche utilizza uno statore con avvolgimento piatto rivestito in rame (in particolare un motore sincrono a magneti permanenti). Rispetto a un motore a filo circolare, un motore a filo piatto presenta vantaggi quali dimensioni ridotte, elevata velocità di riempimento delle cave, elevata densità di potenza, buone prestazioni NVH e migliore conduttività termica e dissipazione del calore. Può soddisfare meglio le esigenze di leggerezza, elevata densità di potenza e altri requisiti prestazionali nelle piattaforme ad alta tensione. Allo stesso tempo, può alleviare il problema della corrosione dei cuscinetti causato dalla rottura del film d'olio e dalla formazione di corrente sull'albero quando la tensione sull'albero è elevata.
1. Tendenza nella tecnologia di raffreddamento del motore: raffreddamento a olio. Il raffreddamento a olio risolve gli svantaggi della tecnologia di raffreddamento ad acqua riducendo il volume del motore e aumentandone la potenza. Il vantaggio del raffreddamento a olio è che l'olio ha proprietà non conduttive e non magnetiche, migliori prestazioni di isolamento e può entrare in contatto diretto con i componenti interni del motore. A parità di condizioni operative, le temperature interne del motore raffreddato a oliomotorisono circa il 15% inferiori a quelli raffreddati ad acquamotori, facilitando la dissipazione del calore da parte del motore.
Controllo elettrico: soluzione alternativa SiC, che mette in mostra i vantaggi prestazionali
Migliorare l'efficienza, ridurre il consumo energetico e il volume. Con l'avanzamento della piattaforma di lavoro ad alta tensione da 800 V per batterie, sono stati imposti requisiti più elevati per i componenti relativi alla trazione elettrica e al controllo elettronico.
Secondo i dati di Fodie Power, i dispositivi in carburo di silicio presentano i seguenti vantaggi nell'applicazione dei prodotti di controllo dei motori:
1. Può migliorare l'efficienza dei carichi bassi nel sistema di controllo elettronico, aumentando l'autonomia del veicolo del 5-10%;
2. Aumentare la densità di potenza del controller da 18 kW/L a 45 kW/L, il che favorisce la miniaturizzazione;
3. Aumentare del 6% l'efficienza della zona efficiente che rappresenta l'85% e aumentare del 10% l'efficienza della zona a carico medio e basso;
4. Il volume del prototipo di controllo elettronico in carburo di silicio è ridotto del 40%, il che può migliorare efficacemente l'utilizzo dello spazio e contribuire allo sviluppo della tendenza alla miniaturizzazione.
Calcolo dello spazio di controllo elettrico: la dimensione del mercato potrebbe raggiungere i 2,5 miliardi di yuan,
CAGR triennale 189,9%
Per il calcolo spaziale del controller del motore nel modello di veicolo da 800 V, assumiamo che:
1. Un nuovo veicolo energetico basato su una piattaforma ad alta tensione è dotato di un set di controllori del motore o di un gruppo di azionamento elettrico;
2. Valore di una singola auto: in base al fatturato/vendite dei prodotti corrispondenti annunciati nel rapporto annuale 2021 di Intel, il valore è di 1141,29 yuan/set. Considerando che la diffusione e la promozione dei dispositivi in carburo di silicio nel campo dei prodotti di controllo elettronico in futuro porteranno a un aumento del valore unitario dei prodotti, ipotizziamo che il prezzo unitario sarà di 1145 yuan/set nel 2022 e aumenterà di anno in anno.
Secondo i nostri calcoli, nel 2025 il mercato nazionale e globale dei controller elettrici sulla piattaforma 800V sarà rispettivamente di 1,154 miliardi di yuan e 2,486 miliardi di yuan. Il CAGR per gli anni 2022-2025 sarà del 172,02% e del 189,98%.
Alimentazione del veicolo: applicazione del dispositivo SiC, a supporto dello sviluppo di 800 V
In termini di miglioramento delle prestazioni del prodotto: rispetto ai tradizionali tubi MOS al silicio, i tubi MOS al carburo di silicio presentano caratteristiche eccellenti come bassa resistenza di conduzione, maggiore resistenza alla tensione, buone caratteristiche ad alta frequenza, resistenza alle alte temperature e capacità di giunzione estremamente ridotta. Rispetto ai prodotti di alimentazione per veicoli (OBC) dotati di dispositivi a base di Si, possono aumentare la frequenza di commutazione, ridurre il volume, ridurre il peso, migliorare la densità di potenza e aumentare l'efficienza. Ad esempio, la frequenza di commutazione è aumentata di 4-5 volte; il volume è stato ridotto di circa 2 volte; il peso è stato ridotto di 2 volte; la densità di potenza è stata aumentata da 2,1 a 3,3 kW/L; miglioramento dell'efficienza di oltre il 3%.
L'applicazione di dispositivi SiC può aiutare i prodotti di potenza per il settore automobilistico a conformarsi a tendenze quali elevata densità di potenza, elevata efficienza di conversione e miniaturizzazione leggera, e ad adattarsi meglio alle esigenze di ricarica rapida e allo sviluppo di piattaforme a 800 V. L'applicazione di dispositivi di potenza SiC in DC/DC può anche apportare elevata resistenza alla tensione, basse perdite e leggerezza ai dispositivi.
In termini di creazione di crescita del mercato: per adattarsi alla tradizionale stazione di ricarica rapida a 400 V CC, i veicoli dotati di una piattaforma di tensione a 800 V devono essere dotati di un convertitore CC/CC aggiuntivo per aumentare la tensione da 400 V a 800 V per la ricarica rapida CC delle batterie, il che aumenta ulteriormente la domanda di dispositivi CC/CC. Allo stesso tempo, la piattaforma ad alta tensione ha anche promosso l'aggiornamento dei caricabatterie di bordo, introducendo nuove aggiunte agli OBC ad alta tensione.
Calcolo dello spazio di alimentazione dei veicoli: oltre 3 miliardi di yuan nello spazio in 25 anni, raddoppiando il CAGR in 22-25 anni
Per il calcolo spaziale del prodotto di alimentazione del veicolo (convertitore CC/CC e caricabatteria del veicolo OBC) nel modello di veicolo da 800 V, assumiamo che:
Un veicolo a nuova energia è dotato di un set di convertitori CC/CC e di un caricabatterie di bordo OBC o di un set di prodotti di alimentazione integrati di bordo;
Spazio di mercato per i prodotti energetici per veicoli = Vendite di veicoli a nuova energia × Valore del singolo veicolo del prodotto corrispondente;
Valore di una singola auto: basato sul fatturato/volume di vendita del prodotto corrispondente nel rapporto annuale 2021 di Xinrui Technology. Tra questi, il convertitore CC/CC è di 1589,68 yuan/veicolo; l'OBC di bordo è di 2029,32 yuan/veicolo.
Secondo i nostri calcoli, con la piattaforma 800V nel 2025, il mercato nazionale e globale dei convertitori CC/CC sarà rispettivamente di 1,588 miliardi di yuan e 3,422 miliardi di yuan, con un CAGR del 170,94% e del 188,83% dal 2022 al 2025; il mercato nazionale e globale dei caricabatterie di bordo OBC sarà rispettivamente di 2,027 miliardi di yuan e 4,369 miliardi di yuan, con un CAGR del 170,94% e del 188,83% dal 2022 al 2025.
Relay: aumento del prezzo del volume dovuto alla tendenza all'alta tensione
Il relè CC ad alta tensione è il componente principale dei veicoli a nuova energia, con un utilizzo di 5-8 relè per singolo veicolo. Il relè CC ad alta tensione è una valvola di sicurezza per i veicoli a nuova energia, che entra in uno stato di connessione durante il funzionamento del veicolo e può separare il sistema di accumulo di energia dal sistema elettrico in caso di guasto del veicolo. Attualmente, i veicoli a nuova energia devono essere dotati di 5-8 relè CC ad alta tensione (inclusi 1-2 relè principali per la commutazione di emergenza del circuito ad alta tensione in caso di incidenti o anomalie del circuito; 1 precaricatore per condividere il carico d'impatto del relè principale; 1-2 caricabatterie rapidi per isolare l'alta tensione in caso di improvvise anomalie del circuito; 1-2 relè di carica ordinari; e 1 relè ausiliario del sistema ad alta tensione).
Calcolo dello spazio di trasmissione: 3 miliardi di yuan nello spazio entro 25 anni, con un CAGR superiore a 2 volte in 22-25 anni
Per calcolare lo spazio del relè sotto il modello di veicolo da 800 V, assumiamo che:
I veicoli ad alta tensione alimentati da nuove fonti energetiche devono essere dotati di 5-8 relè, quindi scegliamo la media, con una richiesta di un singolo veicolo pari a 6;
2. Considerando l'aumento del valore dei relè CC per veicolo dovuto alla promozione futura delle piattaforme di relè ad alta tensione, ipotizziamo un prezzo unitario di 200 yuan per unità nel 2022 e lo aumenteremo di anno in anno;
Secondo i nostri calcoli, nel 2025 il mercato dei relè CC ad alta tensione sulla piattaforma 800V sarà di circa 3 miliardi di yuan, con un CAGR del 202,6%.
Condensatori a film sottile: la prima scelta nel campo delle nuove energie
I film sottili sono diventati l'alternativa preferita all'elettrolisi nel campo delle nuove energie. Il componente principale del sistema di controllo elettronico dei veicoli a nuova energia è l'inverter. Se la fluttuazione di tensione sulla barra collettrice supera l'intervallo consentito, l'IGBT verrà danneggiato. Pertanto, è necessario utilizzare condensatori per livellare e filtrare la tensione di uscita del raddrizzatore e assorbire correnti impulsive di elevata ampiezza. Nel campo degli inverter, sono solitamente richiesti condensatori con elevata resistenza alle sovratensioni, elevata sicurezza, lunga durata e resistenza alle alte temperature. I condensatori a film sottile possono soddisfare meglio i requisiti di cui sopra, rendendoli la scelta preferita nel campo delle nuove energie.
L'utilizzo di veicoli singoli è in graduale aumento e la domanda di condensatori a film sottile sarà molto più elevata rispetto al tasso di crescita del settore dei veicoli a nuova energia. La domanda di piattaforme per veicoli a nuova energia ad alta tensione è aumentata, mentre i veicoli elettrici di fascia alta dotati di ricarica rapida ad alta tensione devono generalmente essere dotati di 2-4 condensatori a film sottile. I prodotti con condensatori a film sottile saranno soggetti a una domanda maggiore rispetto ai veicoli a nuova energia.
Domanda di condensatori a film sottile: la ricarica rapida ad alta tensione porta una nuova crescita, con un AGR del 189,2% per 22-25 anni
Per il calcolo spaziale dei condensatori a film sottile nel modello di veicolo da 800 V, assumiamo che:
1. Il prezzo dei condensatori a film sottile varia a seconda del modello di veicolo e della potenza del motore. Maggiore è la potenza, maggiore è il valore e, di conseguenza, il prezzo. Ipotizzando un prezzo medio di 300 yuan;
2. La domanda di veicoli a nuova energia con ricarica rapida ad alta pressione è di 2-4 unità per unità e ipotizziamo una domanda media di 3 unità per unità.
Secondo i nostri calcoli, lo spazio del condensatore a film portato dal modello di ricarica rapida da 800 V nel 2025 è di 1,937 miliardi di yuan, con CAGR = 189,2%
Connettori ad alta tensione: miglioramento nell'utilizzo e nelle prestazioni
I connettori ad alta tensione sono come i vasi sanguigni del corpo umano: la loro funzione è quella di trasmettere continuamente energia dal sistema della batteria ai vari sistemi.
In termini di dosaggio. Attualmente, l'intera architettura del sistema del veicolo si basa ancora principalmente su 400 V. Per soddisfare la domanda di ricarica rapida a 800 V, è necessario un convertitore di tensione CC/CC da 800 V a 400 V, aumentando così il numero di connettori. Pertanto, il costo medio di acquisto (ASP) dei connettori ad alta tensione dei veicoli a nuova energia con architettura a 800 V sarà notevolmente migliorato. Stimiamo che il valore di una singola auto sia di circa 3000 yuan (i veicoli tradizionali a benzina hanno un valore di circa 1000 yuan).
In termini di tecnologia, i requisiti per i connettori nei sistemi ad alta tensione includono:
1. Possiedono prestazioni ad alta tensione e alta corrente;
2. Implementare funzioni di protezione di alto livello in diverse condizioni di lavoro;
Offrono buone prestazioni di schermatura elettromagnetica. Pertanto, per soddisfare i requisiti prestazionali previsti dalla tendenza a 800 V, è inevitabile l'iterazione tecnologica dei connettori ad alta tensione.
Fusibili: aumento del tasso di penetrazione dei nuovi fusibili
I fusibili sono i "fusibili" dei veicoli a nuova energia. Un fusibile è un dispositivo elettrico che, quando la corrente nel sistema supera il valore nominale, il calore generato fonde il materiale, raggiungendo lo scopo di scollegare il circuito.
Il tasso di penetrazione dei nuovi fusibili è aumentato. Il fusibile di eccitazione viene attivato da un segnale elettrico per attivare il dispositivo di eccitazione, consentendogli di rilasciare l'energia immagazzinata. Attraverso la forza meccanica, genera rapidamente un'interruzione e completa l'estinzione dell'arco di una corrente di guasto elevata, interrompendo così la corrente e ottenendo l'azione di protezione. Rispetto ai fusibili tradizionali, il condensatore di eccitazione presenta le seguenti caratteristiche: dimensioni ridotte, basso consumo energetico, elevata capacità di trasporto di corrente, resistenza a forti shock di corrente, azione rapida e temporizzazione di protezione controllabile, che lo rendono più adatto ai sistemi ad alta tensione. Con la tendenza dell'architettura a 800 V, il tasso di penetrazione sul mercato dei fusibili a incentivo aumenterà rapidamente e si prevede che il valore di un singolo veicolo raggiungerà i 250 yuan.
Calcolo dello spazio per fusibili e connettori ad alta tensione: CAGR=189,2% da 22 a 25 anni
Per il calcolo spaziale dei fusibili e dei connettori ad alta tensione nel modello di veicolo da 800 V, si assume che:
1. Il valore del singolo veicolo dei connettori ad alta tensione è di circa 3000 yuan/veicolo;
2. Il valore del fusibile per singolo veicolo è di circa 250 yuan/veicolo;
Secondo i nostri calcoli, lo spazio di mercato per i connettori ad alta tensione e i fusibili introdotti dal modello di ricarica rapida da 800 V nel 2025 è rispettivamente di 6,458 miliardi di yuan e 538 milioni di yuan, con un CAGR del 189,2%.
Data di pubblicazione: 10-11-2023
