Theo kiến trúc 400V truyền thống, nam châm vĩnh cửuđộng cơCác động cơ này dễ bị quá nhiệt và mất từ tính trong điều kiện dòng điện cao và tốc độ cao, khiến việc cải thiện công suất tổng thể của động cơ trở nên khó khăn. Điều này tạo cơ hội cho kiến trúc 800V đạt được công suất động cơ cao hơn với cùng cường độ dòng điện. Theo kiến trúc 800V,động cơNó phải đối mặt với hai yêu cầu chính: ngăn ngừa ăn mòn ổ trục và nâng cao hiệu suất cách điện.
Xu hướng phát triển công nghệ:
Quy trình quấn dây động cơ: dây dẹt. Động cơ dây dẹt là loại động cơ được gọi là...động cơĐộng cơ này sử dụng stato cuộn dây bọc đồng phẳng (cụ thể là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu). So với động cơ dây tròn, động cơ dây phẳng có những ưu điểm như kích thước nhỏ, tỷ lệ lấp đầy rãnh cao, mật độ công suất cao, hiệu suất NVH tốt, và khả năng dẫn nhiệt và tản nhiệt tốt hơn. Nó có thể đáp ứng tốt hơn nhu cầu về hiệu suất như trọng lượng nhẹ, mật độ công suất cao và các yêu cầu hiệu suất khác trên nền tảng điện áp cao. Đồng thời, nó có thể giảm thiểu vấn đề ăn mòn ổ trục do sự phá vỡ màng dầu và sự hình thành dòng điện trục khi điện áp trục cao.
1. Xu hướng công nghệ làm mát động cơ: làm mát bằng dầu. Làm mát bằng dầu khắc phục nhược điểm của công nghệ làm mát bằng nước bằng cách giảm thể tích động cơ và tăng công suất. Ưu điểm của làm mát bằng dầu là dầu không dẫn điện và không nhiễm từ, hiệu suất cách điện tốt hơn và có thể tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận bên trong động cơ. Trong cùng điều kiện hoạt động, nhiệt độ bên trong của động cơ làm mát bằng dầu thấp hơn so với làm mát bằng nước.động cơNhiệt độ thấp hơn khoảng 15% so với hệ thống làm mát bằng nước.động cơ, giúp động cơ tản nhiệt dễ dàng hơn.
Điều khiển điện: Giải pháp thay thế SiC, thể hiện những ưu điểm về hiệu năng.
Nâng cao hiệu quả, giảm tiêu thụ điện năng và giảm kích thước. Với sự phát triển của nền tảng điện áp cao 800V dành cho pin, các yêu cầu cao hơn đã được đặt ra đối với các linh kiện liên quan đến truyền động điện và điều khiển điện tử.
Theo dữ liệu từ Fodie Power, các thiết bị silicon carbide có những ưu điểm sau trong ứng dụng sản phẩm điều khiển động cơ:
1. Nó có thể cải thiện hiệu suất của tải thấp trong hệ thống điều khiển điện tử, tăng phạm vi hoạt động của xe lên 5-10%;
2. Tăng mật độ công suất của bộ điều khiển từ 18kW/L lên 45kW/L, điều này có lợi cho việc thu nhỏ kích thước;
3. Tăng hiệu suất của vùng hiệu quả chiếm 85% lên 6%, và tăng hiệu suất của vùng tải trung bình và thấp lên 10%;
4. Thể tích của nguyên mẫu điều khiển điện tử silicon carbide được giảm 40%, giúp cải thiện hiệu quả việc sử dụng không gian và hỗ trợ xu hướng phát triển thu nhỏ.
Tính toán thị trường điều khiển điện tử: Quy mô thị trường có thể đạt 2,5 tỷ nhân dân tệ.
Tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) trong 3 năm là 189,9%.
Để tính toán không gian cho bộ điều khiển động cơ theo mô hình xe 800V, chúng ta giả định rằng:
1. Xe năng lượng mới sử dụng nền tảng điện áp cao được trang bị bộ điều khiển động cơ hoặc cụm truyền động điện;
2. Giá trị của một bộ sản phẩm: Dựa trên doanh thu/doanh số bán hàng của các sản phẩm tương ứng được công bố trong báo cáo thường niên năm 2021 của Intel, giá trị là 1141,29 nhân dân tệ/bộ. Xét đến việc phổ biến và thúc đẩy sử dụng các thiết bị silicon carbide trong lĩnh vực sản phẩm điều khiển điện tử trong tương lai sẽ dẫn đến sự tăng giá trị đơn vị sản phẩm, chúng tôi dự đoán giá đơn vị sẽ là 1145 nhân dân tệ/bộ vào năm 2022 và tăng dần theo từng năm.
Theo tính toán của chúng tôi, đến năm 2025, thị trường trong nước và toàn cầu dành cho bộ điều khiển điện trên nền tảng 800V sẽ lần lượt đạt 1,154 tỷ nhân dân tệ và 2,486 tỷ nhân dân tệ. Tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) trong giai đoạn 2022-2025 sẽ là 172,02% và 189,98%.
Nguồn cấp điện cho xe: Ứng dụng linh kiện SiC, hỗ trợ phát triển hệ thống 800V.
Về mặt cải thiện hiệu suất sản phẩm: So với các ống MOS silicon truyền thống, ống MOS silicon carbide có các đặc tính vượt trội như điện trở dẫn thấp, điện áp chịu đựng cao hơn, đặc tính tần số cao tốt, khả năng chịu nhiệt cao và điện dung tiếp giáp cực nhỏ. So với các sản phẩm nguồn điện trên xe (OBC) được trang bị các thiết bị dựa trên silicon, nó có thể tăng tần số chuyển mạch, giảm thể tích, giảm trọng lượng, cải thiện mật độ công suất và tăng hiệu suất. Ví dụ, tần số chuyển mạch đã tăng gấp 4-5 lần; thể tích giảm khoảng 2 lần; trọng lượng giảm 2 lần; mật độ công suất tăng từ 2,1 lên 3,3 kW/L; hiệu suất được cải thiện hơn 3%.
Việc ứng dụng các thiết bị SiC có thể giúp các sản phẩm điện ô tô đáp ứng các xu hướng như mật độ công suất cao, hiệu suất chuyển đổi cao và thu nhỏ trọng lượng, đồng thời thích ứng tốt hơn với nhu cầu sạc nhanh và sự phát triển của nền tảng 800V. Ứng dụng các thiết bị điện SiC trong bộ chuyển đổi DC/DC cũng mang lại khả năng chịu điện áp cao, tổn hao thấp và trọng lượng nhẹ cho thiết bị.
Về khía cạnh tạo ra sự tăng trưởng thị trường: Để thích ứng với trạm sạc nhanh DC 400V truyền thống, các phương tiện trang bị nền tảng điện áp 800V cần phải trang bị thêm bộ chuyển đổi DC/DC để tăng điện áp từ 400V lên 800V cho việc sạc nhanh DC cho ắc quy, điều này càng làm tăng nhu cầu về các thiết bị DC/DC. Đồng thời, nền tảng điện áp cao cũng thúc đẩy việc nâng cấp các bộ sạc trên xe, mang đến những bổ sung mới cho các bộ sạc trên xe điện áp cao.
Tính toán về thị trường cung cấp điện cho xe cộ: Hơn 3 tỷ nhân dân tệ trong vòng 25 năm, tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) gấp đôi trong giai đoạn 22-25 năm.
Để tính toán không gian cho sản phẩm nguồn điện xe (bộ chuyển đổi DC/DC & bộ sạc xe OBC) theo mô hình xe 800V, chúng tôi giả định rằng:
Xe năng lượng mới được trang bị một bộ chuyển đổi DC/DC và bộ sạc tích hợp trên xe (OBC) hoặc một bộ sản phẩm tích hợp nguồn điện trên xe;
Thị trường sản phẩm năng lượng cho xe cộ = Doanh số bán xe năng lượng mới × Giá trị từng chiếc xe tương ứng với sản phẩm đó;
Giá trị của một chiếc xe: Dựa trên doanh thu/doanh số bán hàng của sản phẩm tương ứng trong báo cáo thường niên năm 2021 của Xinrui Technology. Trong đó, bộ chuyển đổi DC/DC có giá 1589,68 nhân dân tệ/xe; màn hình hiển thị thông tin trên xe (OBC) có giá 2029,32 nhân dân tệ/xe.
Theo tính toán của chúng tôi, trong bối cảnh nền tảng 800V vào năm 2025, thị trường trong nước và toàn cầu dành cho bộ chuyển đổi DC/DC sẽ lần lượt đạt 1,588 tỷ nhân dân tệ và 3,422 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 170,94% và 188,83% từ năm 2022 đến năm 2025; thị trường trong nước và toàn cầu dành cho bộ sạc trên xe (OBC) sẽ lần lượt đạt 2,027 tỷ nhân dân tệ và 4,369 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 170,94% và 188,83% từ năm 2022 đến năm 2025.
Rơle: Giá thành tăng theo xu hướng điện áp cao
Rơle DC cao áp là thành phần cốt lõi của xe năng lượng mới, với số lượng sử dụng trên mỗi xe từ 5-8 chiếc. Rơle DC cao áp đóng vai trò như van an toàn cho xe năng lượng mới, hoạt động ở trạng thái kết nối trong quá trình vận hành và có thể tách hệ thống lưu trữ năng lượng khỏi hệ thống điện trong trường hợp xe gặp sự cố. Hiện nay, xe năng lượng mới cần được trang bị từ 5-8 rơle DC cao áp (bao gồm 1-2 rơle chính để chuyển mạch khẩn cấp mạch cao áp trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc sự cố mạch điện; 1 rơle sạc sơ cấp để chia sẻ tải trọng tác động của rơle chính; 1-2 rơle sạc nhanh để cách ly điện áp cao trong trường hợp sự cố mạch điện đột ngột; 1-2 rơle sạc thông thường; và 1 rơle máy phụ trợ hệ thống cao áp).
Tính toán về không gian chuyển tiếp: 3 tỷ nhân dân tệ trong không gian trong vòng 25 năm, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) vượt quá 2 lần trong giai đoạn 22-25 năm.
Để tính toán không gian lắp đặt rơle cho mô hình xe 800V, chúng ta giả định rằng:
Xe năng lượng mới điện áp cao cần được trang bị 5-8 rơle, vì vậy chúng tôi chọn con số trung bình, với nhu cầu trung bình là 6 rơle cho mỗi xe;
2. Xét đến sự gia tăng giá trị của rơle DC trên mỗi xe do việc thúc đẩy sử dụng các nền tảng rơle cao áp trong tương lai, chúng tôi giả định giá đơn vị là 200 nhân dân tệ/chiếc vào năm 2022 và tăng dần theo từng năm;
Theo tính toán của chúng tôi, thị trường rơle DC cao áp trên nền tảng 800V vào năm 2025 sẽ đạt gần 3 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 202,6%.
Tụ điện màng mỏng: sự lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng mới
Tụ điện màng mỏng đã trở thành lựa chọn thay thế ưu tiên cho điện phân trong lĩnh vực năng lượng mới. Thành phần cốt lõi của hệ thống điều khiển điện tử của xe năng lượng mới là bộ biến tần. Nếu sự dao động điện áp trên thanh dẫn vượt quá phạm vi cho phép, nó sẽ gây hư hỏng cho IGBT. Do đó, cần phải sử dụng tụ điện để làm mịn và lọc điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu, và hấp thụ dòng điện xung biên độ cao. Trong lĩnh vực biến tần, thường yêu cầu các tụ điện có khả năng chịu điện áp đột biến mạnh, độ an toàn cao, tuổi thọ dài và khả năng chịu nhiệt cao. Tụ điện màng mỏng có thể đáp ứng tốt hơn các yêu cầu trên, khiến chúng trở thành lựa chọn ưu tiên trong lĩnh vực năng lượng mới.
Việc sử dụng xe cá nhân đang dần tăng lên, và nhu cầu về tụ điện màng mỏng sẽ cao hơn nhiều so với tốc độ tăng trưởng của ngành công nghiệp xe năng lượng mới. Nhu cầu về nền tảng xe năng lượng mới điện áp cao đã tăng lên, trong khi các xe điện cao cấp được trang bị sạc nhanh điện áp cao thường cần trang bị từ 2-4 tụ điện màng mỏng. Sản phẩm tụ điện màng mỏng sẽ có nhu cầu cao hơn so với xe năng lượng mới.
Nhu cầu về tụ điện màng mỏng: Công nghệ sạc nhanh điện áp cao mang lại sự tăng trưởng mới, với tốc độ tăng trưởng hàng năm (AGR) là 189,2% trong giai đoạn 22-25 năm.
Để tính toán không gian cho tụ điện màng mỏng theo mô hình xe 800V, chúng ta giả định rằng:
1. Giá của tụ điện màng mỏng thay đổi tùy thuộc vào từng loại xe và công suất động cơ. Công suất càng cao, giá trị càng lớn, và giá tương ứng cũng cao hơn. Giả sử giá trung bình là 300 nhân dân tệ;
2. Nhu cầu về xe năng lượng mới có khả năng sạc nhanh áp suất cao là 2-4 chiếc/đơn vị, và chúng tôi giả định nhu cầu trung bình là 3 chiếc/đơn vị.
Theo tính toán của chúng tôi, thị trường tụ điện màng mỏng do mô hình sạc nhanh 800V mang lại vào năm 2025 sẽ đạt 1,937 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 189,2%.
Đầu nối điện áp cao: cải tiến về khả năng sử dụng và hiệu suất.
Các đầu nối điện cao áp giống như mạch máu trong cơ thể người, chức năng của chúng là liên tục truyền năng lượng từ hệ thống pin đến các hệ thống khác nhau.
Về mặt liều lượng. Hiện nay, toàn bộ kiến trúc hệ thống xe vẫn chủ yếu dựa trên điện áp 400V. Để đáp ứng nhu cầu sạc nhanh 800V, cần có bộ chuyển đổi điện áp DC/DC từ 800V xuống 400V, do đó làm tăng số lượng đầu nối. Vì vậy, giá thành của đầu nối điện áp cao cho xe năng lượng mới sử dụng kiến trúc 800V sẽ được cải thiện đáng kể. Chúng tôi ước tính giá trị của một chiếc xe vào khoảng 3000 nhân dân tệ (xe chạy bằng nhiên liệu truyền thống có giá trị khoảng 1000 nhân dân tệ).
Về mặt công nghệ, các yêu cầu đối với đầu nối trong hệ thống điện cao áp bao gồm:
1. Có khả năng hoạt động ở điện áp và dòng điện cao;
2. Triển khai các chức năng bảo vệ cấp cao trong các điều kiện làm việc khác nhau;
Có khả năng chắn sóng điện từ tốt. Do đó, để đáp ứng các yêu cầu về hiệu suất theo xu hướng 800V, việc cải tiến công nghệ đối với các đầu nối điện áp cao là điều không thể tránh khỏi.
Cầu chì: Tỷ lệ thâm nhập thị trường của các loại cầu chì mới tăng lên.
Cầu chì là "bộ phận bảo vệ" của các phương tiện năng lượng mới. Cầu chì là một thiết bị điện, khi dòng điện trong hệ thống vượt quá giá trị định mức, nhiệt lượng sinh ra sẽ làm chảy dây dẫn, từ đó ngắt mạch điện.
Tỷ lệ sử dụng cầu chì mới đã tăng lên. Cầu chì kích thích được kích hoạt bởi tín hiệu điện để kích hoạt thiết bị kích thích, cho phép nó giải phóng năng lượng tích trữ. Thông qua lực cơ học, nó nhanh chóng tạo ra sự đứt mạch và hoàn thành việc dập tắt hồ quang của dòng điện sự cố lớn, do đó cắt dòng điện và đạt được tác dụng bảo vệ. So với cầu chì truyền thống, tụ điện kích thích có đặc điểm kích thước nhỏ, tiêu thụ điện năng thấp, khả năng chịu dòng điện mạnh, chịu được xung điện lớn, tác động nhanh và thời gian bảo vệ có thể điều chỉnh, làm cho nó phù hợp hơn với hệ thống điện cao áp. Trong xu hướng kiến trúc 800V, tỷ lệ thâm nhập thị trường của cầu chì kích thích sẽ tăng nhanh và dự kiến giá trị của một chiếc xe sẽ đạt 250 nhân dân tệ.
Tính toán không gian dành cho cầu chì và đầu nối cao áp: Tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) = 189,2% từ 22 đến 25 năm.
Để tính toán vị trí cầu chì và các đầu nối cao áp trong mô hình xe 800V, chúng tôi giả định rằng:
1. Giá trị của các đầu nối cao áp cho mỗi xe khoảng 3000 nhân dân tệ/xe;
2. Giá trị của cầu chì cho mỗi xe khoảng 250 nhân dân tệ/xe;
Theo tính toán của chúng tôi, thị trường dành cho các đầu nối và cầu chì cao áp được tạo ra bởi mô hình sạc nhanh 800V vào năm 2025 lần lượt là 6,458 tỷ nhân dân tệ và 538 triệu nhân dân tệ, với tốc độ tăng trưởng kép hàng năm (CAGR) là 189,2%.
Thời gian đăng bài: 10/11/2023
