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高压平台交流纪要
猫猫喵喵3
2021-11-29 08:54:13

SiCMOSFET替代SiIGBT的进展?

SiC材料性质要好,耐压比纯硅这块要好。

而且在Si材料中国落后太多,但是SiC跟欧美差距时间较短,甚至有可能实现功率器件的弯道超车。

 

电机的体积和扭矩是成正比的,转速上来之后,扭矩会越来越小。降成本的方面来说,高压化也是趋势。所以要把电机控制器的频率提上去,8K到10K,SiCMOFET可以到1MHz或者更高,这样高速电机来说,电控是喜欢这种产品的;

 

 

电驱动集成的方式?

大部分采用3+3的方式,博世等,也包括国内的汇川、英搏尔等,合肥聚一等。

从供应商角度出发,3+3可以做到比较精致,小的动力总成给主机厂供货可以获得比较广泛的客户群体。如果7合1或者8合1,是不是适合每个主机厂是有问题的。动力总成的差异化,如果是供应商为主导,做成精致的模块,所以供应商喜欢3+3,主机厂推喜欢7+1/8+1;主机厂的资源整合能力是比供应商的整合能力强的主机厂做多合一有先天优势,只要他自身有开发能力。

 

华为做7+1,并不是很看好他们做多合一的产品。他是一个供应商不是主机厂,如果把主机厂所有的活都干了,推给不同主机厂,不同主机厂的产品就没有差异化了。

另外一个流派,动力总成占整车10~15%。这个价值在7000~8000(低端车)到10000(贵一点的车),三合一。如果某款车生命周期40~50万台,那就是50亿的产值,主机厂有动力自己来做。传统车也一样,自己做发动机而不是外部采购,这是一个高附加值的产品。后面几年应该能看到明显的国内的主机厂花大力气去组建新能源动力总成的团队,供应商供应:电机里边的电转子、电路板,变速箱里边的齿轮,其他外围的壳体主机厂根据自己的车型需求自己设计。

 

 

之前400V是1500次的循环寿命,800V的高压平台是否影响电池的寿命?

800V的电池没有什么影响,电池是串并联的堆积,如果是400V的可以算出串并联,功率不变的情况下,800V不过是改变一些串并联的方法。大功率充电对电池寿命有影响。但是跟800V/400V没关系。1C做到2500次循环,单体电池的功率如果提高会有影响。车里边基本是C或者短时间2C充电。无人机大面积大功率充电,基本是10C/8C的充电,如果是10C的充电,寿命要衰减60%左右。锂电在快充过程中,阴极和阳极两端会有大规模的电荷。

充电功率从350kw提升到700~800kw的话会有寿命影响如果仅仅是提高电压、不提高功率对电池无影响。CATL也在研究高功率充电,阶段性提高高功率充电,未来五年应该能解决充电问题,电池散热、充电机制等都会有优化。

 

 

高压平台带来OBC/DC的产品价值量的变化?

高压系统里边,OBC和DC的产品不能取代。

其他原来的产品也不会提到高压范围,DC-DC是高低压的连接点,所以车里边的是必须存在,DC-DC跟OBC是一个产品,一体两用。

价值:一旦用上了主控系统/电控系统有很强意愿去用SiC,DC-DC/OBC用的SiC价值量比较小,没有太大的阻力去用,而且SiC短期成本提高,长期可能比SiIGBT价格量低。

 

 

高压的差异和价值量?

主机厂电机的采购逻辑:重量跟扭矩成正比,扭矩越小,重量越低,800可以把转速做高,转,从而使得扭矩小了,外壳铝合金也会减小,主机厂采购电机的价格按照用铜、用铝和合金量不会看你的耐压材料用量。铜的用量减小一半,硅钢片也减小,铝也会减小。所以电机的整体价值量也会减小。

电控控制板没什么变化功率板SIC取代IGBT,目前价格是IGBT的3~5倍。但是SiC是Si/C的熔炼单就Si材料来说IGBT的构型和MOSFET的构型,加了个衬底,后面用了磨薄工艺把IGBT工艺磨薄,加了两个工艺,价格更贵。后面SiC如果能用MOS工艺会简单很多。

单晶硅大部分是日本信越生产,Si的产能有限,SiC材料这块中国落后不多,长期SiC的材料做MOS的产品比IGBT要便宜。

线束、连接器、熔断器等高压带来价值量变化?

高压带来的无非是耐压值的提升。400V和800V在工业里边都属于中低压供电系统,不会有太大变化。

熔断丝和高压继电器没有本质区别。

线束里边,400V提高到800V,电流减小一半,发热减小,线束不是根据绝缘层用量定价,而是根据铜用量定价。因此高压带来绝缘层增长,铜下降,所以价值量下降。

连接器:公母端的连接,加一个(金/银)镀层来减小接触电阻。电流减少了,快充原来加油冷现在不需要冷却了。所以说这个方面来看基本用材在下降,设计变负责带来价值量的增加可以通过量来摊薄掉,但是有形的用量很难摊薄。

 

 

电控自制,小鹏和理想比较依赖汇川,蔚来可能自己做,怎么看主机厂的长期趋势?

主机厂自己来做电控是一种趋势电动汽车蔚来理想小鹏价格都卖的很高,吉利的极客定价也很贵。对于电动汽车来说动力总成系统实际比发动机的技术要简单。发动机的技术比较复杂很多,比电动车的减速器的技术要复杂很多,但是实际你车卖的价格反而更贵,一定要有差异化。

电机控制:电机控制器跟工控里边的变频器相差不大,所以说电动汽车的动力总成架构比原来的燃油车更容易一些,但是车的价格比传统燃油车的价格更贵,怎么体现价值呢,必然在设计上有些差异。主机厂有自主设计动力总成的需求的。

下一步是主机厂自主设计是否有这个能力?这个比发动机要简单,中国做电机比较成熟相关的人员人才很多另一方面中国的减速器做的很成熟,但是变速器做不好。唯一难度是电机控制器有难度,国内做的好的不是很多,像日本安川那样不多,汇川技术,上海大竣等,也有国外八九十的功力。

汽车行业是一个资金密集的行业,主机厂有人才去做这个方面的事情,技术难度不高,有需求有能力、主机厂自制就会形成一种必然的趋势。理想也在谋求自己来做,小鹏的话后面也会去做。国内的主机厂:上汽华域汽车,吉利有葳蕤。我是看好主机厂未来自制。主机厂不是所有东西都做,更多的是做整套三合一系统的结构的设计,电机里边的电转子,中国遍地开花,比较标准了,主机厂不会做电机转子生产线,主机厂做有差异化的东西。未来三五年可能很多都会介入这一块。

 

 

400V到800V后,原来用400V的器件,电驱、热管理压缩机等,本身系统的升级情况?电驱是否会用油冷或者扁线方案?

400V到800V的新技术的应用,就是耐压值发生变化。油冷和扁线跟电压平台没有关系。同一个电机400V发热量大一些,要用油冷,800V发热小,风冷就可以了,不用油冷。

扁线,绕组是有空隙的,原来圆线漕满率70%左右,扁线电机设计好了的,漕形设计成矩形,提高了漕满率,空间利用效率提高,可以把电机体积做小。原来的圆线电机要通过中间的空气散热,扁线没有空隙,可以很快的散热,所以扁线提升了漕满率,加速了散热。这个跟400V/800V没什么直接关系。

 

 

充电桩现在是各大主机厂建设,未来是否会国家统一800V标准统一建设充电站?

大部分400V,一下子提高到800V,耐压值要往上提,原有充电桩可能要取消。

实际充电桩里边是一个个小型的充电模块并联在一块的所以他是可以做一些串并联的变更,但是总体是有一些影响的。充电桩原来是许继电气等公司在做,国家介入充电桩的投资可能性不大,前年跟欧阳明高老师开会讨论过,一些充电桩企业认为投资这么多,我们前期的投入相当于有很大影响,当时欧阳老师认为:大功率充电站到国家角度来说是一个势在必行的事情,否则会被国外技术上甩开。从这个方面来说,是必然要去推进的。充电桩企业里边是有一些并联使用等方式去适配。最大的变化是把充电桩里边的IGBT模块换成SC。还是要企业自己承担费用的一些问题。

 

 

主机厂也在自制高压电控的趋势比如蔚来小鹏理想。蔚来相对领先一些,理想小鹏要多长时间才能赶上?

新势力造车如果是高压这块,我们看出来小鹏跟理想高压/三合一还没有去做。并不是国内没有人才,第一是人才队伍建设他们要时间做,第二还有公司整体的定义,自己做要对车型要有一个量的预期,如果量比较少不太划得来。产品出来后要去验证一下,整体需要三到五年的时间。理想跟小鹏人才队伍没有建,大概滞后于蔚来3年时间,如果大规模投入招团队+采购成熟体系,也可能缩短到1~2年的时间差距,但是短期投入会比较大,看他们对自己产品的定位和规划。

理想之前对于自身产品的信心不是很足,出了理想one后销量不错,信心起来了,这两年电动车自研的动作会比较大,最大的动作理想的增程器要跟另外一家公司合作自研。小鹏这块不是特别了解。

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