Theo kiến trúc 400V truyền thống, nam châm vĩnh cửuđộng cơdễ bị nóng và khử từ trong điều kiện dòng điện và tốc độ cao, gây khó khăn cho việc cải thiện công suất động cơ tổng thể. Điều này tạo cơ hội cho kiến trúc 800V đạt được công suất động cơ tăng lên ở cùng cường độ dòng điện. Theo kiến trúc 800V,động cơphải đối mặt với hai yêu cầu chính: chống ăn mòn ổ trục và nâng cao hiệu suất cách nhiệt.
Xu hướng lộ trình công nghệ:
Lộ trình quá trình cuộn dây động cơ: dây dẹt. Một động cơ dây dẹt đề cập đến mộtđộng cơsử dụng stato cuộn dây dẹt bọc đồng (cụ thể là động cơ đồng bộ nam châm vĩnh cửu). So với động cơ dây tròn, động cơ dây dẹt có những ưu điểm như kích thước nhỏ, tốc độ lấp đầy khe cao, mật độ công suất cao, hiệu suất NVH tốt, hiệu suất dẫn nhiệt và tản nhiệt tốt hơn. Nó có thể đáp ứng tốt hơn việc theo đuổi hiệu suất về trọng lượng nhẹ, mật độ công suất cao và các yêu cầu hiệu suất khác trong nền tảng điện áp cao, Đồng thời, nó có thể làm giảm 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 giải quyết được nhược điểm của công nghệ làm mát bằng nước bằng cách giảm thể tích động cơ và tăng công suất. Ưu điểm của việc làm mát bằng dầu là dầu có đặc tính không dẫn điện và không từ tính, hiệu suất cách nhiệt tốt hơn và có thể tiếp xúc trực tiếp với các bộ phận bên trong của động cơ. Trong cùng điều kiện vận hành, nhiệt độ bên trong của dầu làm mátđộng cơthấp hơn khoảng 15% so với làm mát bằng nướcđộng cơ, giúp động cơ tản nhiệt dễ dàng hơn.
Điều khiển điện: Giải pháp thay thế SiC, thể hiện ưu điểm về hiệu suất
Cải thiện hiệu quả, giảm tiêu thụ điện năng và giảm âm lượng. Với sự tiến bộ của nền tảng làm việc điện áp cao 800V cho pin, các yêu cầu cao hơn đã được đặt ra đối với các bộ phận liên quan đến truyền động điện và điều khiển điện tử.
Theo dữ liệu từ Fodie Power, thiết bị silicon cacbua có những ưu điểm sau trong ứng dụng sản phẩm điều khiển động cơ:
1. Nó có thể cải thiện hiệu quả 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, có lợi cho việc thu nhỏ;
3. Tăng hiệu suất của vùng hiệu quả chiếm 85% lên 6% và tăng hiệu suất của vùng tải trung bình và thấp thêm 10%;
4. Khối lượng của nguyên mẫu điều khiển điện tử cacbua silic giảm 40%, điều này có thể cải thiện hiệu quả việc sử dụng không gian và hỗ trợ xu hướng phát triển thu nhỏ.
Tính toán không gian điều khiển điện: Quy mô thị trường có thể đạt 2,5 tỷ nhân dân tệ,
CAGR ba năm189,9%
Để tính toán không gian của bộ điều khiển động cơ theo mô hình xe 800V, chúng tôi giả sử rằng:
1. Phương tiện sử dụng năng lượng mới chạy trên nền tảng điện áp cao được trang bị bộ điều khiển động cơ hoặc cụm truyền động điện;
2. Giá trị của một chiếc ô tô: Dựa trên doanh thu/doanh số 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 rằng việc phổ biến và quảng bá các thiết bị cacbua silic trong lĩnh vực sản phẩm điều khiển điện tử trong tương lai sẽ dẫn đến giá trị đơn vị của sản phẩm tăng lên, chúng tôi giả định rằng đơn giá sẽ là 1145 nhân dân tệ/bộ vào năm 2022 và tăng theo năm năm.
Theo tính toán của chúng tôi, vào năm 2025, không gian thị trường trong nước và toàn cầu cho bộ điều khiển điện trên nền tảng 800V sẽ lần lượt là 1,154 tỷ nhân dân tệ và 2,486 tỷ nhân dân tệ. CAGR trong các năm 22-25 sẽ là 172,02% và 189,98%.
Nguồn điện cho xe: Ứng dụng thiết bị SiC, hỗ trợ phát triển điện áp 800V
Về mặt cải thiện hiệu suất sản phẩm: So với ống MOS silicon truyền thống, ống MOS silicon cacbua có các đặc tính tuyệt vời như điện trở dẫn thấp, điện trở cao hơn, đặc tính tần số cao tốt, chịu nhiệt độ cao và điện dung tiếp giáp cực nhỏ. So với các sản phẩm cung cấp điện cho xe (OBC) được trang bị thiết bị dựa trên Si, nó có thể tăng tần số chuyển mạch, giảm âm lượng, giảm trọng lượng, cải thiện mật độ năng lượng và tăng hiệu quả. Ví dụ, tần số chuyển mạch đã tăng lên 4-5 lần; Giảm âm lượng khoảng 2 lần; Giảm cân gấp 2 lần; Mật độ công suất tăng từ 2,1 lên 3,3kw/L; Cải thiện hiệu quả thêm 3% +.
Việc ứng dụng thiết bị SiC có thể giúp các sản phẩm năng lượng ô tô tuân thủ các xu hướng như mật độ năng lượng cao, hiệu suất chuyển đổi cao, thu nhỏ gọn nhẹ, đồng thời thích ứng tốt hơn với nhu cầu sạc nhanh và phát triển nền tảng 800V. Việc ứng dụng các thiết bị nguồn SiC trong DC/DC cũng có thể mang lại điện trở cao, tổn thất thấp và trọng lượng nhẹ cho thiết bị.
Về mặt tạo tăng trưởng thị trường: Để thích ứng với cọc sạc nhanh 400V DC truyền thống, các xe trang bị bệ điện áp 800V phải trang bị thêm bộ chuyển đổi DC/DC để tăng áp 400V lên 800V để sạc nhanh DC cho ắc quy điện, điều này càng làm tăng thêm nhu cầu về các thiết bị DC/DC. Đồng thời, nền tảng điện áp cao cũng đã thúc đẩy việc nâng cấp bộ sạc trên bo mạch, mang đến những bổ sung mới cho OBC điện áp cao.
Tính toán không gian cung cấp năng lượng cho phương tiện: Hơn 3 tỷ nhân dân tệ trong không gian trong 25 năm, tăng gấp đôi CAGR sau 22-25 năm
Để tính toán không gian của sản phẩm cấp điện cho xe (bộ chuyển đổi DC/DC & bộ sạc xe OBC) theo mẫu xe 800V, chúng tôi giả định rằng:
Phương tiện sử dụng năng lượng mới được trang bị bộ chuyển đổi DC/DC và bộ sạc OBC tích hợp hoặc bộ sản phẩm tích hợp nguồn trên phương tiện;
Khoảng trống thị trường cho các sản phẩm năng lượng cho xe = Doanh số bán xe sử dụng năng lượng mới × Giá trị xe riêng lẻ của sản phẩm tương ứng;
Giá trị của một chiếc ô tô: Dựa trên doanh thu/khối lượng bán của sản phẩm tương ứng trong báo cáo thường niên năm 2021 của Xinrui Technology. Trong số đó, bộ chuyển đổi DC/DC là 1589,68 nhân dân tệ/xe; OBC trên xe là 2029,32 nhân dân tệ/xe.
Theo tính toán của chúng tôi, dưới nền tảng 800V vào năm 2025, không gian thị trường trong nước và toàn cầu cho bộ chuyển đổi DC/DC sẽ lần lượt là 1,588 tỷ nhân dân tệ và 3,422 tỷ nhân dân tệ, với CAGR là 170,94% và 188,83% từ năm 2022 đến năm 2025; Không gian thị trường trong nước và toàn cầu cho bộ sạc OBC tích hợp lần lượt là 2,027 tỷ nhân dân tệ và 4,369 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ CAGR là 170,94% và 188,83% từ năm 2022 đến năm 2025.
Rơle: Tăng giá khối lượng theo xu hướng điện áp cao
Rơle DC điện áp cao là thành phần cốt lõi của các phương tiện sử dụng năng lượng mới, với mức sử dụng cho một phương tiện là 5-8. Rơle DC điện áp cao là van an toàn cho các phương tiện sử dụng năng lượng mới, chuyển sang trạng thái kết nối trong quá trình vận hành phương tiện và có thể tách hệ thống lưu trữ năng lượng khỏi hệ thống điện trong trường hợp phương tiện gặp sự cố. Hiện nay, các phương tiện sử dụng năng lượng mới cần trang bị 5-8 rơle DC điện áp cao (trong đó có 1-2 rơle chính để chuyển mạch khẩn cấp mạch điện áp cao trong trường hợp xảy ra tai nạn hoặc bất thường về mạch; 1 bộ sạc trước để chia sẻ tải tác động của rơle chính; 1-2 bộ sạc nhanh để cách ly điện áp cao trong trường hợp mạch điện bất thường đột ngột; 1-2 rơle sạc thông thường và 1 rơle máy phụ của hệ thống điện áp cao).
Tính toán không gian chuyển tiếp: 3 tỷ nhân dân tệ trong không gian trong vòng 25 năm, với CAGR vượt quá 2 lần trong 22-25 năm
Để tính toán không gian của rơle theo mẫu xe 800V, chúng tôi giả sử rằng:
Xe sử dụng năng lượng mới điện áp cao cần trang bị 5-8 rơle nên chúng tôi chọn mức trung bình, với nhu cầu một xe là 6;
2. Xem xét sự gia tăng giá trị của rơle DC trên mỗi xe do việc thúc đẩy nền tảng rơle điện áp cao trong tương lai, chúng tôi giả định đơn giá là 200 nhân dân tệ mỗi chiếc vào năm 2022 và tăng lên hàng năm;
Theo tính toán của chúng tôi, không gian thị trường cho rơle DC điện áp cao trên nền tảng 800V vào năm 2025 là gần 3 tỷ nhân dân tệ, với tốc độ CAGR là 202,6%.
Tụ điện màng mỏng: sự lựa chọn hàng đầu trong lĩnh vực năng lượng mới
Màng mỏng đã trở thành giải pháp thay thế được ưa chuộng cho điện phân trong lĩnh vực năng lượng mới. Thành phần cốt lõi của hệ thống điều khiển điện tử của phương tiện sử dụng năng lượng mới là bộ biến tần. Nếu dao động điện áp trên thanh cái vượt quá phạm vi cho phép sẽ gây hư hỏng IGBT. Vì vậy, cần sử dụng tụ điện để làm mịn và lọc điện áp đầu ra của bộ chỉnh lưu, đồng thời hấp thụ dòng xung biên độ cao. Trong lĩnh vực biến tần, thường yêu cầu các tụ điện có khả năng chống điện áp tăng mạnh, độ an toàn cao, tuổi thọ cao và khả năng chịu nhiệt độ 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 các phương tiện đơn lẻ 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 ngày càng tăng, trong khi xe điện cao cấp được trang bị sạc nhanh điện áp cao thường cần trang bị 2-4 tụ điện màng mỏng. Các sản phẩm tụ điện màng mỏng sẽ phải đối mặt với nhu cầu lớn hơn các phương tiện sử dụng năng lượng mới.
Nhu cầu về tụ điện màng mỏng: Sạc nhanh điện áp cao mang lại sự tăng trưởng mới, với AGR là 189,2% trong 22-25 năm
Để tính toán không gian của tụ màng mỏng theo mô hình xe 800V, chúng tôi giả sử rằng:
1. Giá của tụ điện màng mỏng khác nhau tùy thuộc vào từng mẫu xe và công suất động cơ. Công suất càng cao thì giá trị càng cao và giá càng cao tương ứng. Giả sử giá trung bình là 300 nhân dân tệ;
2. Nhu cầu về phương tiện sử dụng năng lượng mới có sạc nhanh áp suất cao là 2-4 chiếc/chiếc và chúng tôi giả định nhu cầu trung bình là 3 chiếc/chiếc.
Theo tính toán của chúng tôi, không gian tụ điện màng do mô hình sạc nhanh 800V mang lại vào năm 2025 là 1,937 tỷ nhân dân tệ, với CAGR=189,2%
Đầu nối điện áp cao: cải thiện cách sử dụng và hiệu suất
Đầu nối điện áp cao giống như mạch máu trong cơ thể con 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 ô tô vẫn chủ yếu dựa vào điện áp 400V. Để đáp ứng nhu cầu sạc nhanh 800V, cần có bộ chuyển đổi điện áp DC/DC từ 800V lên 400V, từ đó tăng số lượng đầu nối. Do đó, đầu nối điện áp cao ASP của các phương tiện sử dụng năng lượng mới theo kiến trúc 800V sẽ được cải thiện đáng kể. Chúng tôi ước tính giá trị của một chiếc ô tô là 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 áp cao bao gồm:
1. Sở hữu hiệu suất điện áp cao và dòng điện cao;
2. Thực hiện các chức năng bảo vệ cấp cao trong các điều kiện làm việc khác nhau;
Sở hữu hiệu suất che chắn điện từ tốt. Vì vậy, để đáp ứng yêu cầu về hiệu suất theo xu hướng 800V, việc lặp lại công nghệ của các đầu nối cao áp là điều tất yếu.
Cầu chì: Tăng tỷ lệ thâm nhập của cầu chì mới
Cầu chì là “cầu chì” của các phương tiện sử dụng năng lượng mới. Cầu chì là một thiết bị điện, khi dòng điện trong hệ thống vượt quá giá trị định mức, nhiệt sinh ra sẽ làm nóng chảy, đạt được mục đích ngắt mạch.
Tỷ lệ thâm nhập của cầu chì mới đã tăng lên. Cầu chì kích thích được kích hoạt bằng tín hiệu điện để kích hoạt thiết bị kích thích, cho phép nó giải phóng năng lượng dự trữ. Thông qua lực cơ học, nó nhanh chóng tạo ra sự đứt và hoàn thành việc dập tắt hồ quang của dòng điện sự cố lớn, từ 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 mang dòng mạnh, khả năng chống sốc dòng điện lớn, hoạt động nhanh và thời gian bảo vệ có thể kiểm soát được nên phù hợp hơn với hệ thống điện áp cao. Theo xu hướng kiến trúc 800V, tốc độ thâm nhập thị trường của cầu chì khuyến khích sẽ tăng nhanh và dự kiến giá trị của một chiếc xe sẽ đạt 250 nhân dân tệ.
Tính toán không gian cho cầu chì và đầu nối cao áp: CAGR=189,2% từ 22 đến 25 năm
Để tính toán không gian cầu chì và đầu nối cao áp theo mẫu xe 800V, chúng tôi giả sử rằng:
1. Giá trị xe đơn của đầu nối điện áp cao là khoảng 3000 nhân dân tệ/xe;
2. Giá trị cầu chì của một chiếc xe là khoảng 250 nhân dân tệ/xe;
Theo tính toán của chúng tôi, không gian thị trường cho đầu nối và cầu chì điện áp cao do mẫu sạc nhanh 800V mang lại vào năm 2025 lần lượt là 6,458 tỷ nhân dân tệ và 538 triệu nhân dân tệ, với CAGR=189,2%
Thời gian đăng: Nov-10-2023
