佐思汽研發布了《2023年車載電源(OBC+DC/DC+PDU)及芯片行業研究報告》。
車載電源是新能源汽車核心部件,主要負責把動力電池的電能轉化為適合汽車使用的電壓和電流,并且還負責為汽車內部的用電設備提供穩定的電力支持。新能源汽車銷量快速增長帶動車載電源市場景氣度高漲。
車載電源中的OBC、DC/DC和PDU可以是單獨的組件也可以集成系統,從主流供應商近兩年的產品結構看,獨立組件的比例正大幅下滑,“二合一”、“三合一”和“多合一”的集成形式出貨量則大幅增長。
車載電源向“多合一”集成趨勢發展
來源:弗迪動力
從物理集成走向系統集成的多合一方案
車載電源集成化趨勢明顯,OBC、DC/DC、PDU進一步與電驅、電控集成。弗迪動力、長安新能源、華為數字能源等均在推動集成OBC的多合一電驅動總成,高度集成的方式可以節省空間和重量,提升整體效能。
車載電源 “多合一” 集成產品
來源:佐思汽研《2023年車載電源(OBC+DC/DC+PDU)及芯片行業研究報告》
下一步,“多合一” 集成方案將逐漸從機械硬件的集成走向功率部件的融合,將軟件與后臺深度整合,形成一個驅動系統的控制域——把整體的電池數據、電驅數據、充電數據等完全集成,向動力域控制器方向深度演進。
華為:2023年4月推出的超融合"十合一"動力域模塊,首創芯片融合、功率融合、功能融合和域控融合,實現了BOM降低40%,芯片數量降低60%,使得車企開發效率提升30%。此外,還可以使得車輛前艙布置更為簡潔,釋放更多車內空間,提升用戶的駕乘舒適性。
來源:華為
ST:ST新能源汽車創新中心圍繞Stellar系列構建了各種系統解決方案,其中包括基于Stellar E的22kW OBC-DC/DC組合解決方案、基于Stellar P的多合一動力總成域控制器。
多合一動力總成域控制器基于ST最新一代Stellar P系列汽車MCU,包含以下部件的集成:主驅逆變器、車輛控制單元(VCU)、電池管理單元主板(BMU)、車載充電器(OBC)和DC/DC轉換器。高度集成的解決方案提升了功率密度,減少了高低壓連接器,同時優化了硬件BOM和軟件開發維護成本。
ST多合一動力域架構
來源:ST
車載電源上游供應鏈,國產化替代大有可為
碳化硅廣泛應用于車載電源產品
傳統硅基功率半導體在提升車載電源效率和功率密度上空間有限,碳化硅功率器件在導通電阻、阻斷電壓和結電容方面存在優勢,正在高端新能源電動車上快速導入。 車載OBC和DC/DC已開始規?;瘧肧iC器件,如PFC二極管切換為SiC SBD,或者OBC的DC/DC原邊電路MOS管切換為SiC MOS,全SiC方案也有望很快進入大批量應用階段。 目前,比亞迪、特斯拉、現代、捷豹路虎、吉利、雷諾、上汽大眾、日產等車企已在車載電源中使用了第三代半導體SiC器件。
碳化硅應用情況
來源:佐思汽研《2023年車載電源(OBC+DC/DC+PDU)及芯片行業研究報告》
英飛凌:2023年6月推出適用于汽車應用的新一代1200 V CoolSiC MOSFET,采用TO263-7封裝。該車規級碳化硅(SiC)MOSFET可提供高功率密度和效率,支持雙向充電,并可顯著降低車載充電(OBC)和DC/DC應用的系統成本。
此外,新產品的開關損耗降低了25%,結溫降低了25%。
來源:英飛凌
車載電源MCU主控芯片,國產化加速替代
目前,主要的車載電源芯片廠商正在積極改善產品性能,以滿足日益增長的高要求。
TI:在現有的車載電源系統中,客戶對于高效率、更好的熱表現往往會有很高的要求,無論是OBC還是通信電源都在越做越小,開關頻率也被越推越高,EMI面臨的挑戰就越大。2023年3月,TI推出獨立式有源電磁干擾(EMI) 濾波器集成電路 (IC),能夠幫助工程師實施更小、更輕量的 EMI 濾波器,從而以更低的系統成本增強系統功能,同時滿足 EMI 監管標準。
新的獨立式有源 EMI 濾波器IC產品系列可以在單相和三相交流電源系統中檢測和消除高達 30dB 的共模 EMI(頻率范圍為 100kHz 至 3MHz);與純無源濾波器解決方案相比,該功能使設計人員將扼流圈的尺寸減小50%。
來源:德州儀器
目前,在車載電源主控芯片市場,主要采用的是ST和TI的方案,尤其是TI的C2000系列芯片仍然出現在熱門電動車型上,例如小鵬P7,而主流的OBC/DC-DC供應商,如欣銳科技、富特科技等也是采購的C2000系列作為主控芯片。 近兩年正是國內主控芯片供應商國產化替代的風口期,國內供應商加快在主控芯片領域的布局,且正從基礎的OBC、DC-DC應用向多合一的動力域發展。
國內廠商車載電源控制芯片布局
來源:佐思汽研《2023年車載電源(OBC+DC/DC+PDU)及芯片行業研究報告》
佐思汽研《2023年車載電源(OBC+DC/DC+PDU)及芯片行業研究報告》主要研究內容如下:
車載充電機OBC產品架構、技術發展趨勢、市場規模及主要供應商格局、價格走勢等研究;
DC/DC轉換器技術發展趨勢、市場規模及競爭格局、成本結構、主要解決方案等研究;
高壓配電盒PDU產品結構、技術趨勢、市場規模及競爭格局、成本結構、主要供應商解決方案等研究;
車載電源主要部件(MCU、電源芯片、繼電器、PFC轉換器等)產品結構、主要供應商及產品等研究;
車載電源主要供應商產品線、技術布局、產品價格、主要客戶、市場地位等研究。
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原文標題:車載電源及芯片研究:從物理集成走向系統集成,國產芯片替代大有可為
文章出處:【微信號:zuosiqiche,微信公眾號:佐思汽車研究】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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