新能源汽車作為新興產業,市場規模和市場滲透率正處于快速發展階段, 整車和核心零部件的創新升級也在持續發展。車載電源和電驅系統是新能源汽車的核心部件,在產品集成化、高壓化、多功能化以及第三代半導體應用等方 面也面臨升級迭代的壓力。
新能源汽車作為新興產業,市場規模和市場滲透率正處于快速發展階段, 整車和核心零部件的創新升級也在持續發展。車載電源和電驅系統是新能源汽車的核心部件,在產品集成化、高壓化、多功能化以及第三代半導體應用等方 面也面臨升級迭代的壓力。
車載電源主要包括車載充電機OBC和車載DC-DC轉換器,其中OBC的作用是將市電交流輸入轉換為電動汽車動力電池所需的直流,為動力電池充電;車載DC-DC轉換器則是將電動汽車動力電池的高壓轉換為12V或24V低壓,為車上低壓蓄電池等設備供電。
車載電源是新能源汽車的重要組成部分,在汽車電控系統中起著協調并保證各系統正常、安全、有效運行作用。近年來,在國內新能源汽車產業快速發展背景下,車載電源市場規模迅速擴張。根據中汽協數據顯示,2021年國內新能源汽車累計銷量為298.9萬輛,同比增長169.1%。
在集成化方面,在車載電源產品、電驅系統產品分 別實現集成化的基礎上,行業廠商積極推出“電驅+電源”的電驅多合一總成產 品。在高壓化方面,車載電源的高壓化是解決新能源汽車面臨的動力電池充電 慢問題的重要技術方式。在多功能化方面,車載電源通過逆變技術發揮新能源 汽車作為移動分布式儲能設備的功能成為重要的發展趨勢。
目前,電源產品集成化主要體現在兩個維度;一方面,設計傾向于通過將電源系統與電極、電控等多種部件以較為簡單的物理集成方式組合在一起,形成多合一的系統;另一方面,在增加部件的同時,優化產品內部空間結構,采取諸如“板集成”的技術方案,提高集成的深度,進一步降低產品的體積和重量。
電動車高壓化趨勢在集成化和穩定性上對電源類產品的性能提出更高要求。相比硅基器件,碳化硅(SiC)器件體積更小、頻率更高、開關損耗更低,可以提升電驅動系統在高壓、高溫環境下運行的穩定性。目前多家電源類供應商都在加速布局基于碳化硅的OBC、DC/DC產品。其中特斯拉、比亞迪等車企以及欣銳科技等第三方生產商均已具備碳化硅電源產品的量產能力,碳化硅功率器件取代傳統硅基功率器件已成為行業發展趨勢。
現階段,國際車載電源企業主要包括合達電子、艾默生、博世、德爾福、法雷奧、TDK等;國內企業主要包括通合科技、麥格米特、欣銳科技、得潤電子、億利達集團、迪龍新能源、威邁斯新能源等,我國市場參與主體可分為第三方供應商、汽車零部件集成供應商、整車配套供應商三大類。目前在國內車載能源市場中,國產品牌占據主導地位,外資品牌占據市場份額較小,我國車載電源市場國產化程度較高。
2021年度我國車載電源產品中,集成類產品已占到總量的一半,“二合一”、“三合一”甚至“多合一”的車載電源系統部件已成為市場上的主流設計方案。未來,車載電源系統將加速向高功率密度、高轉換效率和集成化、輕量化趨勢發展。
從細分市場來看,車載電源集成產品是目前車載電源市場中銷量占比最大的產品,2021年其占比市場份額為51%;其次為車載充電機,占比市場份額為36%;車載DC/DC變換器占比市場份額排名第三,為13%。從細分市場格局可以看出,集成化是我國車載電源行業未來發展的重要方向之一,當前在國內汽車輕量化趨勢逐漸攀升背景下,車載電源集成產品作為能夠減少車載電源產品占有空間以及減輕重量的重要裝置,其市場發展前景較好。
由于新能源乘用車整車布置空間有限,且車體日趨輕量化,車載電源產品呈現集成化的發展趨勢。車載電源產品通過集成化設計,采用電力電子集成技術,將車載電源與電機控制器、高壓配電盒等電控系統部件集成,減少車載電源所占用的空間的同時,可減輕電源產品重量,滿足廠商設計要求。
2017-2021年我國車載電源市場規模由54.4億元增長至246.5億元。未來,在新能源汽車產業高景氣度之下,我國車載電源市場將不斷擴張,預計2025年達到700億元,具備較大的發展空間。
此外,雙向化與高功率化也是我國車載電源行業發展的重要方向。具體來看,與傳統單向車子電源產品相比,雙向傳輸產品具有更高功率密度、能量轉化效率、電能利用率以及更低生產成本等優勢,是未來車載電源產品發展的主流趨勢之一;同時近年來,在國內汽車電子行業進入發展加速期背景下,車載電源功率需求隨之不斷提高,高功率化成為行業發展重要方向。
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