Sous l'architecture traditionnelle 400V, aimant permanentmoteurssont sujets à l'échauffement et à la démagnétisation sous des conditions de courant et de vitesse élevés, ce qui rend difficile l'amélioration de la puissance globale du moteur. Ceci offre à l'architecture 800 V la possibilité d'augmenter la puissance du moteur à intensité de courant constante. Avec l'architecture 800 V,moteurfait face à deux exigences majeures : la prévention de la corrosion des roulements et l'amélioration des performances d'isolation.
Tendances de la route technologique :
Procédé de bobinage d'un moteur : fil plat. Un moteur à fil plat est unmoteurIl utilise un stator plat à bobinage cuivré (en particulier pour les moteurs synchrones à aimants permanents). Comparé à un moteur à fil circulaire, un moteur à fil plat présente des avantages tels qu'une taille compacte, un taux de remplissage d'encoches élevé, une densité de puissance élevée, de bonnes performances NVH (Bruit, Vibration, Vibration et Dissipation) et une meilleure conductivité thermique et dissipation thermique. Il répond mieux aux exigences de performance des plateformes haute tension : légèreté, densité de puissance élevée, etc. Il permet également d'atténuer la corrosion des roulements causée par la rupture du film d'huile et la formation de courant d'arbre lorsque la tension d'arbre est élevée.
1. Tendance technologique en matière de refroidissement moteur : le refroidissement par huile. Ce refroidissement pallie les inconvénients du refroidissement par eau en réduisant le volume du moteur et en augmentant sa puissance. L'avantage du refroidissement par huile réside dans ses propriétés non conductrices et amagnétiques, sa meilleure isolation et son contact direct avec les composants internes du moteur. Dans les mêmes conditions de fonctionnement, les températures internes de l'huile refroidie restent constantes.moteurssont environ 15 % inférieurs à ceux des systèmes refroidis par eaumoteurs, ce qui facilite la dissipation de la chaleur par le moteur.
Contrôle électrique : solution alternative SiC, présentant des avantages en termes de performances
Améliorer l'efficacité, réduire la consommation d'énergie et le volume. Avec l'évolution de la plateforme de travail haute tension 800 V pour batteries, les exigences en matière de composants liés à la propulsion électrique et au contrôle électronique sont plus strictes.
Selon les données de Fodie Power, les dispositifs en carbure de silicium présentent les avantages suivants dans l'application des produits de contrôleur de moteur :
1. Il peut améliorer l'efficacité des faibles charges dans le système de contrôle électronique, augmentant l'autonomie du véhicule de 5 à 10 % ;
2. Augmenter la densité de puissance du contrôleur de 18 kW/L à 45 kW/L, ce qui favorise la miniaturisation ;
3. Augmenter l'efficacité de la zone efficace représentant 85 % de 6 %, et augmenter l'efficacité de la zone de charge moyenne et faible de 10 % ;
4. Le volume du prototype de contrôle électronique en carbure de silicium est réduit de 40 %, ce qui peut améliorer efficacement l'utilisation de l'espace et contribuer à la tendance de développement de la miniaturisation.
Calcul de l'espace de contrôle électrique : la taille du marché pourrait atteindre 2,5 milliards de yuans,
TCAC sur trois ans : 189,9 %
Pour le calcul spatial du contrôleur moteur sous le modèle de véhicule 800V, nous supposons que :
1. Un véhicule à énergie nouvelle sous une plate-forme haute tension est équipé d'un ensemble de contrôleurs de moteur ou d'un ensemble d'entraînement électrique ;
2. Valeur d'une voiture : D'après le chiffre d'affaires/les ventes des produits correspondants annoncés dans le rapport annuel 2021 d'Intel, la valeur est de 1 141,29 yuans/ensemble. Sachant que la popularisation et la promotion des dispositifs en carbure de silicium dans le domaine des produits de contrôle électronique entraîneront une augmentation de la valeur unitaire des produits, nous supposons que le prix unitaire sera de 1 145 yuans/ensemble en 2022 et augmentera d'année en année.
Selon nos calculs, en 2025, le marché intérieur et international des contrôleurs électriques de la plateforme 800 V atteindra respectivement 1,154 milliard de yuans et 2,486 milliards de yuans. Le TCAC pour les années 2022 à 2025 sera de 172,02 % et 189,98 %.
Alimentation électrique des véhicules : application de dispositifs SiC, prenant en charge le développement de 800 V
En termes d'amélioration des performances du produit : par rapport aux tubes MOS en silicium traditionnels, les tubes MOS en carbure de silicium présentent d'excellentes caractéristiques, telles qu'une faible résistance à la conduction, une résistance à la tension plus élevée, de bonnes caractéristiques haute fréquence, une résistance aux températures élevées et une capacité de jonction extrêmement faible. Par rapport aux produits d'alimentation électrique des véhicules (OBC) équipés de composants à base de silicium, ils permettent d'augmenter la fréquence de commutation, de réduire le volume et le poids, d'améliorer la densité de puissance et d'accroître le rendement. Par exemple, la fréquence de commutation a été multipliée par 4 à 5 ; le volume a été divisé par 2 ; le poids a été divisé par 2 ; la densité de puissance est passée de 2,1 à 3,3 kW/l ; et le rendement a été amélioré de plus de 3 %.
L'utilisation de dispositifs SiC permet aux produits d'alimentation automobile de s'adapter aux tendances actuelles telles que la densité de puissance élevée, le rendement de conversion élevé et la miniaturisation légère, et de mieux répondre aux besoins de charge rapide et au développement des plateformes 800 V. L'utilisation de dispositifs d'alimentation SiC en courant continu/continu permet également d'obtenir une résistance à haute tension, de faibles pertes et un faible poids.
En termes de croissance du marché : pour s'adapter à la borne de recharge rapide traditionnelle de 400 V CC, les véhicules équipés d'une plateforme de tension de 800 V doivent être équipés d'un convertisseur CC/CC supplémentaire pour augmenter la tension de 400 V à 800 V afin de recharger rapidement les batteries, ce qui accroît encore la demande d'appareils CC/CC. Parallèlement, la plateforme haute tension a également favorisé la modernisation des chargeurs embarqués, apportant de nouveaux ajouts aux OBC haute tension.
Calcul de l'espace d'alimentation électrique des véhicules : Plus de 3 milliards de yuans dans l'espace en 25 ans, doublant le TCAC en 22 à 25 ans
Pour le calcul spatial du produit d'alimentation électrique du véhicule (convertisseur DC/DC et chargeur de véhicule OBC) sous le modèle de véhicule 800 V, nous supposons que :
Un véhicule à énergie nouvelle est équipé d'un ensemble de convertisseurs DC/DC et d'un chargeur embarqué OBC ou d'un ensemble de produits intégrés d'alimentation embarquée ;
Espace de marché pour les produits d'énergie pour véhicules = Ventes de véhicules à énergie nouvelle × Valeur individuelle du véhicule du produit correspondant ;
Valeur d'une voiture : selon le chiffre d'affaires/volume des ventes du produit correspondant dans le rapport annuel 2021 de Xinrui Technology. Parmi eux, le convertisseur CC/CC coûte 1 589,68 yuans/véhicule ; l'OBC embarqué coûte 2 029,32 yuans/véhicule.
Selon nos calculs, sous la plate-forme 800V en 2025, l'espace de marché national et mondial pour les convertisseurs DC/DC sera respectivement de 1,588 milliard de yuans et de 3,422 milliards de yuans, avec un TCAC de 170,94 % et de 188,83 % de 2022 à 2025 ; L'espace de marché national et mondial pour les chargeurs embarqués OBC est respectivement de 2,027 milliards de yuans et de 4,369 milliards de yuans, avec un TCAC de 170,94 % et de 188,83 % de 2022 à 2025.
Relais : augmentation du prix du volume sous la tendance de la haute tension
Le relais CC haute tension est le composant principal des véhicules à énergies nouvelles, avec une utilisation de 5 à 8 véhicules. Ce relais CC haute tension est une soupape de sécurité pour les véhicules à énergies nouvelles. Il se connecte pendant le fonctionnement du véhicule et peut séparer le système de stockage d'énergie du système électrique en cas de panne. Actuellement, les véhicules à énergies nouvelles doivent être équipés de 5 à 8 relais CC haute tension (dont 1 ou 2 relais principaux pour la commutation d'urgence du circuit haute tension en cas d'accident ou de dysfonctionnement du circuit ; 1 préchargeur pour répartir la charge d'impact du relais principal ; 1 ou 2 chargeurs rapides pour isoler la haute tension en cas de dysfonctionnement soudain du circuit ; 1 ou 2 relais de charge ordinaires ; et 1 relais auxiliaire du système haute tension).
Calcul de l'espace relais : 3 milliards de yuans dans l'espace en 25 ans, avec un TCAC supérieur à 2 fois en 22-25 ans
Pour calculer l'espace du relais sous le modèle de véhicule 800V, nous supposons que :
Les véhicules à haute tension à énergie nouvelle doivent être équipés de 5 à 8 relais, nous choisissons donc la moyenne, avec une demande de 6 pour un seul véhicule ;
2. Compte tenu de l'augmentation de la valeur des relais CC par véhicule en raison de la promotion des plates-formes de relais haute tension à l'avenir, nous supposons un prix unitaire de 200 yuans par unité en 2022 et l'augmentons d'année en année ;
Selon nos calculs, l'espace de marché des relais CC haute tension sur la plate-forme 800 V en 2025 est proche de 3 milliards de yuans, avec un TCAC de 202,6 %.
Condensateurs à couches minces : le premier choix dans le domaine des nouvelles énergies
Les couches minces sont devenues l'alternative privilégiée à l'électrolyse dans le secteur des nouvelles énergies. L'onduleur est le composant central du système de contrôle électronique des véhicules à énergies nouvelles. Toute fluctuation de tension sur le jeu de barres dépassant la plage autorisée peut endommager l'IGBT. Il est donc nécessaire d'utiliser des condensateurs pour lisser et filtrer la tension de sortie du redresseur et absorber les courants pulsés de forte amplitude. Dans le domaine des onduleurs, des condensateurs offrant une forte résistance aux surtensions, une sécurité élevée, une longue durée de vie et une résistance aux températures élevées sont généralement requis. Les condensateurs à couches minces répondent mieux à ces exigences, ce qui en fait le choix privilégié dans le secteur des nouvelles énergies.
L'utilisation de véhicules individuels augmente progressivement, et la demande en condensateurs à couches minces sera bien supérieure à la croissance du secteur des véhicules à énergies nouvelles. La demande de plateformes haute tension pour véhicules à énergies nouvelles a augmenté, tandis que les véhicules électriques haut de gamme équipés de bornes de recharge rapide haute tension nécessitent généralement deux à quatre condensateurs à couches minces. La demande de condensateurs à couches minces sera plus forte que celle des véhicules à énergies nouvelles.
Demande de condensateurs à couches minces : la charge rapide à haute tension apporte une nouvelle croissance, avec un AGR de 189,2 % sur 22 à 25 ans
Pour le calcul spatial des condensateurs à couches minces sous le modèle de véhicule 800 V, nous supposons que :
1. Le prix des condensateurs à couches minces varie selon le modèle de véhicule et la puissance du moteur. Plus la puissance est élevée, plus la valeur est élevée, et donc le prix. En supposant un prix moyen de 300 yuans ;
2. La demande de véhicules à énergie nouvelle avec charge rapide à haute pression est de 2 à 4 unités par unité, et nous supposons une demande moyenne de 3 unités par unité.
Selon nos calculs, l'espace de condensateur à film apporté par le modèle de charge rapide 800 V en 2025 est de 1,937 milliard de yuans, avec un TCAC = 189,2 %
Connecteurs haute tension : amélioration de l'utilisation et des performances
Les connecteurs haute tension sont comme les vaisseaux sanguins du corps humain, leur fonction est de transmettre en continu l'énergie du système de batterie à divers systèmes.
En termes de dosage, l'architecture du système automobile repose actuellement principalement sur une tension de 400 V. Pour répondre à la demande de charge rapide de 800 V, un convertisseur de tension CC/CC de 800 V à 400 V est nécessaire, ce qui augmente le nombre de connecteurs. Par conséquent, l'ASP des connecteurs haute tension des véhicules à énergie nouvelle fonctionnant sur une architecture de 800 V sera considérablement améliorée. Nous estimons la valeur d'une voiture à environ 3 000 yuans (contre environ 1 000 yuans pour les véhicules à essence traditionnels).
En termes de technologie, les exigences relatives aux connecteurs des systèmes haute tension comprennent :
1. Posséder des performances de haute tension et de courant élevé ;
2. Mettre en œuvre des fonctions de protection de haut niveau dans diverses conditions de travail ;
Ils présentent de bonnes performances de blindage électromagnétique. Par conséquent, afin de répondre aux exigences de performance de la tendance 800 V, l'évolution technologique des connecteurs haute tension est inévitable.
Fusibles : Taux de pénétration accru des nouveaux fusibles
Les fusibles sont les « fusibles » des véhicules à énergies nouvelles. Un fusible est un dispositif électrique qui, lorsque le courant dans le système dépasse la valeur nominale, la chaleur générée le fait fondre, ce qui coupe le circuit.
Le taux de pénétration des nouveaux fusibles a augmenté. Le fusible d'excitation est déclenché par un signal électrique pour activer le dispositif d'excitation, ce qui lui permet de libérer l'énergie emmagasinée. Grâce à la force mécanique, il génère rapidement une rupture et achève l'extinction de l'arc d'un courant de défaut important, coupant ainsi le courant et assurant la protection. Comparé aux fusibles traditionnels, le condensateur d'excitation se caractérise par sa petite taille, sa faible consommation d'énergie, sa forte capacité de transport de courant, sa résistance aux chocs de courant importants, sa rapidité d'action et sa temporisation de protection contrôlable, ce qui le rend plus adapté aux systèmes haute tension. Avec la tendance de l'architecture 800 V, le taux de pénétration du marché des fusibles incitatifs va rapidement augmenter, et la valeur d'un véhicule devrait atteindre 250 yuans.
Calcul de l'espace pour les fusibles et les connecteurs haute tension : TCAC = 189,2 % de 22 à 25 ans
Pour le calcul spatial des fusibles et des connecteurs haute tension sous le modèle de véhicule 800 V, nous supposons que :
1. La valeur d'un véhicule unique de connecteurs haute tension est d'environ 3 000 yuans/véhicule ;
2. La valeur d'un seul véhicule du fusible est d'environ 250 yuans/véhicule ;
Selon nos calculs, le marché des connecteurs et fusibles haute tension apporté par le modèle de charge rapide 800 V en 2025 est respectivement de 6,458 milliards de yuans et de 538 millions de yuans, avec un TCAC de 189,2 %.
Date de publication : 10 novembre 2023
