新能源汽车车载电源主要包括车载充电机和DC/DC转换器。其中DC/DC转换器负责将燃料包电池能量降压后为新能源汽车负载提供电力,并且维持电压稳定,它是新能源车载电源的重要组成部分。本期主要分析DC/DC转换器作用及主要配套企业。
新能源汽车车载电源包含什么?
新能源汽车的车载电源
主要包括两大部分:车载充电机
(on-bord charger,
OBC
)和
DC/DC转换器
。车载充电机的作用顾名思义,就是为动力电池充电——在BMS(电池管理系统)的控制下,将民用单相交流电(220V)或工业三相交流电(380V)转换为直流电;DC/DC转换器的作用是随着输入直流电压在一定范围内变化时,能按照负载的要求输出变化范围的直流电压
,例如将燃料电池包的能量降压之后转移至低压蓄电池中,为汽车12-48V的低压设备(如电子仪表、电动转向等)供电。二是能够按照负载的要求输出直流电流,允许在譬如从空载到满载(电流从零到最大)等足够宽的负载变化范围的情况下,电压稳定、不损坏器件,设备能正常运行。
DC/DC能干什么?
作为新能源电动汽车车载电源的重要部分,
DC/DC转换器必须满足以下要求:
1、作为能量传递部件,提高能源的利用率,要求转换器转换效率高;
2、具有降压功能,从而降低对燃料电池的输出电压要求;
3、由于燃料电池包的输出电压不稳定,通过DC/DC变换器闭环控制系统对其进行稳压
,需要具有良好的动态调节能力;
4、综合使用环境和需求,具有体积小重量轻的特点。
在实际的应用过程中,DC/DC转换器的合理使用非常重要,可以控制高电压值的稳定,有利于提升电动汽车的驱动性能。而目前的国内大多数厂商采用情况看,单向DC/DC转换器是市场主流。单向DC-DC转换器可以达到优化电机控制、提高电动汽车整体效率性能的作用,同时还可以避免出现反向制动无法控制和变换器出现浪涌电压的不利情况。
近两年,双向DC/DC转换器也逐渐进入市场。相比于2个单向DC/DC反向并联的方案,效率高、体积小、成本低。典型的应用主要有丰田普锐斯车型。
DC/DC的主要生产厂家有哪些?
国内车载电源市场集中度高,欣锐科技、比亚迪、中港电力占据58.6%市场;比亚迪、铁城信息、欣锐科技、中港电力占据了79.8%的车载充电机市场。
2016年比亚迪销量11.4万台,其车载电源产品完全自给;铁城信息车载充电机出货量23万台,其中约一半为新能源车产品;欣锐科技DC/DC销量8.65万台,车载充电机7.91万台,集成产品2.96万台,测算共配套11.61万台DC/DC,10.87万台车载充电机。
DC/DC转换器一般会配套其他部件供应给整车企业,企业很难依靠这单一部件来盈利,在产量较低的时候,BOM成本会很高,不易切入,因此市场供应格局相对稳定。
总体来看,全球DC/DC转换器企业主要有以下几类:
1、日本企业:
由于日本在磁性材料和部件领域具有很强的的优势,而DC/DC转换器使用磁性材料,所以日本在这一领域有较大的优势;另外,如本混合动力汽车市场培育较早且与日本整车汽车同步发展,具有成功的市场运营经验。其中典型企业是TDK,产品主要应用在本田的混合动力产品上。
2、传统的汽车部件供应商:
博世、德尔福,这些汽车部件供应商在电器元器件领域进入较早,技术累积丰厚,目前为全球主流的电动车企业配套。而这类型企业产品多与其他零部件打包供应,很少单独供应DC-DC转换器。
3、其他在工业功率电子中比较成功企业
:如艾默生和台达电子,特别是后者依托其工业&消费功率电子的份额,在积极开拓市场。
4、国内企业:
中国企业在这一领域由以前的工业及民用电气元器件逐渐发展起来,目前,国内企业开始注重技术研发,引进国内先进的电源电气技术,对自身产品进行升级,以适应新能源汽车行业发展需求。国内生产商在技术水平上与日系供应商仍有技术差距,功率密度较低,大功率车载电源产品所需要的氮化铝陶瓷基板仍大量依赖日本进口。
DC/DC部分主要企业及配套客户
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DC/DC
部分主要企业名称
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配套客户
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企业特点
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国
外
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TDK
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本田
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材料及其他技术优势
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博世
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奥迪、大众、上汽、
北汽等
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多与其他零部件打包供应,
很少单独供应
DC-DC转换器
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德尔福
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通用、一汽、大众、
上汽、日产、奇瑞
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法雷奥
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大众、通用、上汽、
东风、一汽、比亚迪、
长安
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专业致力于汽车零部件、系统、模块的设计、开发、生产及销售
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英飞凌
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宝马、奥迪
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在工业功率
电子中比较成功
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艾默生
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通用、福特、上汽、一汽
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国
内
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台达电子
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奔驰、宝马、大众、通用、福特
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欣锐
科技
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北汽、广汽、东风、江淮、宇通等
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专注研发新能源
车载电源产品
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