Sob a arquitetura tradicional de 400V, ímã permanentemotoressão propensos ao aquecimento e à desmagnetização sob condições de alta corrente e alta velocidade, dificultando a melhoria da potência geral do motor. Isso proporciona à arquitetura de 800V a oportunidade de alcançar maior potência do motor com a mesma intensidade de corrente. Sob a arquitetura de 800V, omotorenfrenta dois requisitos principais: prevenção da corrosão dos rolamentos e melhoria do desempenho do isolamento.
Tendências em Rotas Tecnológicas:
Rota do processo de enrolamento do motor: fio plano. Um motor de fio plano refere-se a ummotorque utiliza um estator com enrolamento plano revestido de cobre (especificamente um motor síncrono de ímã permanente). Comparado a um motor de fio circular, um motor de fio plano apresenta vantagens como tamanho reduzido, alta taxa de preenchimento das ranhuras, alta densidade de potência, bom desempenho NVH (ruído, vibração e aspereza) e melhor condutividade térmica e dissipação de calor. Ele atende melhor à busca por leveza, alta densidade de potência e outros requisitos de desempenho em plataformas de alta tensão. Ao mesmo tempo, pode atenuar o problema de corrosão dos mancais causado pela ruptura da película de óleo e pela formação de corrente no eixo quando a tensão no eixo é alta.
1. Tendência em tecnologia de refrigeração de motores: refrigeração a óleo. A refrigeração a óleo resolve as desvantagens da tecnologia de refrigeração a água, reduzindo o volume do motor e aumentando a potência. A vantagem da refrigeração a óleo é que o óleo possui propriedades não condutoras e não magnéticas, melhor desempenho de isolamento e pode entrar em contato direto com os componentes internos do motor. Sob as mesmas condições de operação, as temperaturas internas do motor refrigerado a óleo são menores.motoressão cerca de 15% menores do que as dos resfriados a águamotores, facilitando a dissipação de calor pelo motor.
Controle elétrico: solução alternativa em SiC, demonstrando vantagens de desempenho
Melhorar a eficiência, reduzir o consumo de energia e diminuir o volume. Com o avanço da plataforma de alta tensão de 800 V para baterias, requisitos mais rigorosos foram impostos aos componentes relacionados ao acionamento elétrico e ao controle eletrônico.
Segundo dados da Fodie Power, os dispositivos de carboneto de silício apresentam as seguintes vantagens na aplicação em controladores de motores:
1. Pode melhorar a eficiência de baixas cargas no sistema de controle eletrônico, aumentando a autonomia do veículo em 5 a 10%;
2. Aumentar a densidade de potência do controlador de 18 kW/L para 45 kW/L, o que é favorável à miniaturização;
3. Aumentar a eficiência da zona eficiente, que representa 85% do total, em 6%, e aumentar a eficiência da zona de carga média e baixa em 10%;
4. O volume do protótipo de controle eletrônico de carboneto de silício foi reduzido em 40%, o que pode melhorar efetivamente o aproveitamento do espaço e auxiliar na tendência de desenvolvimento da miniaturização.
Cálculo do espaço de controle elétrico: O tamanho do mercado pode chegar a 2,5 bilhões de yuans.
CAGR de três anos: 189,9%
Para o cálculo espacial do controlador do motor no modelo de veículo de 800V, assumimos que:
1. Um veículo de nova energia sob uma plataforma de alta tensão é equipado com um conjunto de controladores de motor ou um conjunto de acionamento elétrico;
2. Valor unitário: Com base na receita/vendas dos produtos correspondentes anunciadas no relatório anual de 2021 da Intel, o valor é de 1141,29 yuans/conjunto. Considerando que a popularização e a promoção de dispositivos de carboneto de silício no campo de produtos de controle eletrônico no futuro levarão a um aumento no valor unitário dos produtos, assumimos que o preço unitário será de 1145 yuans/conjunto em 2022 e aumentará ano a ano.
Segundo nossos cálculos, em 2025, o mercado nacional e global de controladores elétricos na plataforma de 800V será de 1,154 bilhão de yuans e 2,486 bilhões de yuans, respectivamente. A taxa de crescimento anual composta (CAGR) para os anos de 2022 a 2025 será de 172,02% e 189,98%.
Fonte de alimentação veicular: aplicação de dispositivos SiC, com suporte ao desenvolvimento de 800V.
Em termos de melhoria do desempenho do produto: Comparados aos MOSFETs de silício tradicionais, os MOSFETs de carbeto de silício apresentam características excelentes, como baixa resistência à condução, maior resistência à tensão, boas características em altas frequências, resistência a altas temperaturas e capacitância de junção extremamente baixa. Comparados aos sistemas de alimentação de energia veicular (OBC) equipados com dispositivos baseados em silício, eles permitem aumentar a frequência de comutação, reduzir o volume e o peso, melhorar a densidade de potência e aumentar a eficiência. Por exemplo, a frequência de comutação aumentou de 4 a 5 vezes; o volume foi reduzido em cerca de 2 vezes; o peso foi reduzido em 2 vezes; a densidade de potência aumentou de 2,1 para 3,3 kW/L; e a eficiência melhorou em mais de 3%.
A aplicação de dispositivos de SiC pode ajudar os produtos de energia automotivos a atenderem às tendências de alta densidade de potência, alta eficiência de conversão e miniaturização, adaptando-se melhor às necessidades de carregamento rápido e ao desenvolvimento de plataformas de 800 V. A aplicação de dispositivos de potência de SiC em conversores CC/CC também pode proporcionar alta resistência à tensão, baixas perdas e leveza aos dispositivos.
Em termos de crescimento de mercado: Para se adaptarem à tradicional pilha de carregamento rápido de 400V CC, os veículos equipados com uma plataforma de tensão de 800V precisam de um conversor CC/CC adicional para elevar a tensão de 400V para 800V, permitindo o carregamento rápido de baterias de alta potência. Isso aumenta ainda mais a demanda por dispositivos CC/CC. Ao mesmo tempo, a plataforma de alta tensão também impulsionou a modernização dos carregadores de bordo, trazendo novas adições aos OBCs de alta tensão.
Cálculo do Espaço para Fornecimento de Energia de Veículos: Mais de 3 bilhões de yuans em espaço em 25 anos, dobrando a CAGR em 22-25 anos.
Para o cálculo espacial do produto de alimentação de energia do veículo (conversor CC/CC e carregador veicular OBC) no modelo de veículo de 800 V, assumimos que:
Um veículo de nova energia é equipado com um conjunto de conversores DC/DC e um carregador de bordo (OBC) ou um conjunto de produtos integrados de energia de bordo;
Espaço de mercado para produtos de energia veicular = Vendas de veículos de novas energias × Valor individual do produto correspondente;
Valor por veículo: Com base na receita/volume de vendas do produto correspondente no relatório anual de 2021 da Xinrui Technology. Dentre eles, o conversor DC/DC custa 1589,68 yuans por veículo; o computador de bordo (OBC) custa 2029,32 yuans por veículo.
De acordo com nossos cálculos, na plataforma de 800V em 2025, o mercado nacional e global de conversores DC/DC será de 1,588 bilhão de yuans e 3,422 bilhões de yuans, respectivamente, com taxas de crescimento anual composto (CAGR) de 170,94% e 188,83% de 2022 a 2025; o mercado nacional e global de carregadores de bordo (OBC) é de 2,027 bilhões de yuans e 4,369 bilhões de yuans, respectivamente, com CAGR de 170,94% e 188,83% de 2022 a 2025.
Relé: Aumento de preço por volume em meio à tendência de alta tensão
O relé de corrente contínua de alta tensão é o componente principal dos veículos de novas energias, sendo que um único veículo utiliza de 5 a 8 unidades. O relé de corrente contínua de alta tensão funciona como uma válvula de segurança para esses veículos, entrando em estado conectado durante a operação e podendo isolar o sistema de armazenamento de energia do sistema elétrico em caso de falha do veículo. Atualmente, os veículos de novas energias precisam ser equipados com 5 a 8 relés de corrente contínua de alta tensão (incluindo 1 ou 2 relés principais para comutação de emergência do circuito de alta tensão em caso de acidentes ou anomalias no circuito; 1 pré-carregador para compartilhar a carga de impacto do relé principal; 1 ou 2 carregadores rápidos para isolar a alta tensão em caso de anomalias repentinas no circuito; 1 ou 2 relés de carregamento comuns; e 1 relé auxiliar do sistema de alta tensão).
Cálculo do espaço de retransmissão: 3 bilhões de yuans em espaço em 25 anos, com CAGR superior a 2 vezes em 22-25 anos.
Para calcular o espaço necessário para o relé em um veículo de 800V, assumimos que:
Veículos de alta tensão e novas energias precisam ser equipados com 5 a 8 relés, então optamos pela média, considerando uma demanda de 6 relés por veículo;
2. Considerando o aumento no valor dos relés CC por veículo devido à promoção de plataformas de relés de alta tensão no futuro, assumimos um preço unitário de 200 yuans por unidade em 2022 e o aumentamos ano a ano;
Segundo nossos cálculos, o mercado de relés CC de alta tensão na plataforma de 800V em 2025 deverá atingir cerca de 3 bilhões de yuans, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 202,6%.
Capacitores de película fina: a primeira escolha no campo das novas energias.
Filmes finos tornaram-se a alternativa preferida à eletrólise no campo das novas energias. O componente principal do sistema de controle eletrônico de veículos de novas energias é o inversor. Se a flutuação de tensão na barra de distribuição exceder a faixa permitida, causará danos ao IGBT. Portanto, é necessário usar capacitores para suavizar e filtrar a tensão de saída do retificador e absorver pulsos de corrente de alta amplitude. No campo dos inversores, geralmente são necessários capacitores com alta resistência a surtos de tensão, alta segurança, longa vida útil e resistência a altas temperaturas. Os capacitores de filme fino atendem melhor a esses requisitos, tornando-os a escolha preferencial no campo das novas energias.
O uso de veículos individuais está aumentando gradualmente, e a demanda por capacitores de película fina será muito maior do que a taxa de crescimento da indústria de veículos de nova energia. A demanda por plataformas de veículos de nova energia de alta tensão aumentou, e veículos elétricos de ponta equipados com carregamento rápido de alta tensão geralmente precisam de 2 a 4 capacitores de película fina. Os produtos de capacitores de película fina enfrentarão uma demanda ainda maior do que a dos veículos de nova energia.
Demanda por capacitores de película fina: o carregamento rápido de alta tensão impulsiona o crescimento, com uma taxa de crescimento anual composta (AGR) de 189,2% para o período de 22 a 25 anos.
Para o cálculo espacial de capacitores de película fina no modelo de veículo de 800 V, assumimos que:
1. O preço dos capacitores de película fina varia dependendo do modelo do veículo e da potência do motor. Quanto maior a potência, maior o valor e, consequentemente, maior o preço. Supondo um preço médio de 300 yuans;
2. A demanda por veículos de novas energias com carregamento rápido de alta pressão é de 2 a 4 unidades por unidade, e assumimos uma demanda média de 3 unidades por unidade.
Segundo nossos cálculos, o mercado de capacitores de película fina gerado pelo modelo de carregamento rápido de 800V em 2025 será de 1,937 bilhão de yuans, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 189,2%.
Conectores de alta tensão: melhoria no uso e no desempenho.
Os conectores de alta tensão são como os vasos sanguíneos no corpo humano; sua função é transmitir continuamente energia do sistema de baterias para vários sistemas.
Em termos de dosagem, atualmente, toda a arquitetura do sistema veicular ainda se baseia principalmente em 400V. Para atender à demanda por carregamento rápido de 800V, é necessário um conversor de tensão CC/CC de 800V para 400V, aumentando assim o número de conectores. Portanto, o preço médio de aquisição (ASP) dos conectores de alta tensão em veículos de novas energias com arquitetura de 800V será significativamente aprimorado. Estimamos que o valor de um único veículo seja de cerca de 3.000 yuans (veículos tradicionais movidos a combustíveis fósseis têm um valor de cerca de 1.000 yuans).
Em termos de tecnologia, os requisitos para conectores em sistemas de alta tensão incluem:
1. Possuir alto desempenho em tensão e alta corrente;
2. Implementar funções de proteção de alto nível em diversas condições de trabalho;
Possuem bom desempenho de blindagem eletromagnética. Portanto, para atender aos requisitos de desempenho da tendência de 800 V, a evolução tecnológica dos conectores de alta tensão é inevitável.
Fusíveis: Aumento da taxa de penetração dos novos fusíveis
Os fusíveis são os "fusíveis" dos veículos de novas energias. Um fusível é um dispositivo elétrico que, quando a corrente no sistema excede o valor nominal, o calor gerado funde o material, interrompendo o circuito.
A taxa de penetração de novos fusíveis aumentou. O fusível de excitação é acionado por um sinal elétrico que ativa o dispositivo de excitação, permitindo que ele libere a energia armazenada. Através da força mecânica, ele gera rapidamente uma interrupção e completa a extinção do arco de uma grande corrente de falha, cortando assim a corrente e realizando a ação de proteção. Comparado aos fusíveis tradicionais, o capacitor de excitação possui características como tamanho reduzido, baixo consumo de energia, alta capacidade de condução de corrente, resistência a grandes picos de corrente, ação rápida e temporização de proteção controlável, tornando-o mais adequado para sistemas de alta tensão. Com a tendência da arquitetura de 800V, a taxa de penetração de mercado dos fusíveis de excitação aumentará rapidamente, e espera-se que o valor de um único veículo chegue a 250 yuans.
Cálculo de espaço para fusíveis e conectores de alta tensão: CAGR = 189,2% de 22 a 25 anos
Para o cálculo espacial de fusíveis e conectores de alta tensão no modelo de veículo de 800 V, assumimos que:
1. O valor unitário dos conectores de alta tensão é de aproximadamente 3000 yuans por veículo;
2. O valor unitário do fusível é de aproximadamente 250 yuans por veículo;
De acordo com nossos cálculos, o mercado de conectores e fusíveis de alta tensão, impulsionado pelo modelo de carregamento rápido de 800V em 2025, será de 6,458 bilhões de yuans e 538 milhões de yuans, respectivamente, com uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 189,2%.
Data da publicação: 10/11/2023
