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新能源技術(shù)

新能源電控產(chǎn)能加急釋放,碳化硅逆變器將成行業(yè)主趨

2025China.cn   2021年12月09日

       進入2021年以來,我國新能源汽車銷量直線攀升,數(shù)據(jù)顯示,前十月銷量達(dá)254.2萬輛,累計同比增長180%。在此利好趨勢下,三電核心部件亦迎來高速發(fā)展,除了動力電池企業(yè)擴建投產(chǎn)的消息不斷曝出外,電機電控等生產(chǎn)企業(yè)也展開了急速行動。
       近期,博格華納宣布其蘇州二期工廠開工,用以擴充電機控制器產(chǎn)能。據(jù)了解,蘇州一期2019年1月才投入量產(chǎn),到今年5月已經(jīng)累計生產(chǎn)30萬臺新能源電控,目前還在追加新生產(chǎn)線。二期工廠建成后,整個蘇州工廠電機控制器的產(chǎn)能將達(dá)180萬臺。


博格華納蘇州工廠(圖片來源:博格華納)

       作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈的重要一環(huán),電控系統(tǒng)技術(shù)、制造水平直接影響整車的性能和成本。隨著新能源汽車快速發(fā)展,除了對產(chǎn)能提出增量需求外,對相關(guān)產(chǎn)品的效能及高電壓下的穩(wěn)定性等亦提出了較高需求。博格華納作為全球領(lǐng)先的電氣化解決方案提供商,面對新的行業(yè)發(fā)展趨勢,在此領(lǐng)域會如何拓展?此外,又將如何看待電控領(lǐng)域新的技術(shù)發(fā)展方向?

產(chǎn)能告急,供應(yīng)鏈遭遇”甜蜜的煩惱“
       據(jù)數(shù)據(jù)顯示,2021年我國新能源乘用車銷量預(yù)計達(dá)310萬輛,同比增長近1.5倍。2022年,預(yù)計將達(dá)400萬輛。新能源市場的持續(xù)向好,推動電控產(chǎn)業(yè)迎來其市場爆發(fā)期。
       “新能源汽車銷量的突然上漲,給我們帶來了‘甜蜜的煩惱’。一方面是新老客戶訂單不斷增多,要求我們產(chǎn)量一增再增;另一方面受到芯片短缺限制。這些對我們現(xiàn)有產(chǎn)能均提出了較大挑戰(zhàn)?!?nbsp;博格華納動力驅(qū)動系統(tǒng)副總裁兼亞洲區(qū)總經(jīng)理李曉球博士說到。
       據(jù)博格華納驅(qū)動系統(tǒng)(蘇州)有限公司董事總經(jīng)理黃莉霞介紹,博格華納現(xiàn)有蘇州一期工廠主要生產(chǎn)新能源電機控制器、直流電壓變換器、電源管理模塊、ECU, 混動HEV的控制模塊等。目前已經(jīng)有5條電機控制器總裝線,單月產(chǎn)能近7萬臺,明年一季度將會持續(xù)增加生產(chǎn)線,屆時單月產(chǎn)能將接近9萬臺。二期工廠將于2022年底建成,屆時整體產(chǎn)能將再度實現(xiàn)大幅提升。


博格華納蘇州工廠產(chǎn)線(圖片來源:博格華納)

       除了追加產(chǎn)線外,如何增加產(chǎn)線利用率是博格華納重點考量的另一課題。相對于電池和電機,電控產(chǎn)品種類繁多,如博格華納蘇州工廠承擔(dān)600多種型號產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù),如何將這諸多的產(chǎn)品型號實現(xiàn)共線生產(chǎn),一直是相關(guān)供應(yīng)鏈企業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)。針對此,博格華納在柔性生產(chǎn)方面不斷加大投資,據(jù)產(chǎn)線負(fù)責(zé)人介紹,目前產(chǎn)線可通過軟件系統(tǒng)自動分配產(chǎn)品型號,每天換線頻率超過60次。
       對于影響產(chǎn)能的芯片短缺問題,李曉球博士指出:“我們一直在加緊跟供應(yīng)商的協(xié)調(diào),一起探討管控模式。另外,我們目前也在嘗試接觸一些國產(chǎn)芯片?!?BR>
競爭加劇,頭部企業(yè)強化技術(shù)部署
       電控市場規(guī)模日漸龐大,勢必引發(fā)越來越多的企業(yè)涉入布局,產(chǎn)業(yè)競爭日漸加劇。不過,從現(xiàn)階段來看,此領(lǐng)域行業(yè)集中度較高,如核心部件IGBT,Top企業(yè)市場份額超過70%。
       “電控產(chǎn)品涉及到電子硬件、軟件以及系統(tǒng)架構(gòu)等,整個開發(fā)要比大家想象復(fù)雜的多,一旦出現(xiàn)問題,會影響到整體車輛性能,技術(shù)要求相對較高。這也是目前市場集中在少數(shù)企業(yè)的原因所在?!崩顣郧虿┦扛嬖V蓋世汽車。
       盡管從行業(yè)角度來看頭部效應(yīng)明顯,Top級企業(yè)也占盡先機,但面對多元化的新能源技術(shù)路線以及日漸復(fù)雜的電子電器架構(gòu),挑戰(zhàn)依舊不小。我們看到,為了保持競爭優(yōu)勢,各大企業(yè)在新技術(shù)方面的投入不斷擴大。
       以博格華納為例,在擴建蘇州工廠二期的同時,還新建了二期研發(fā)中心。據(jù)了解,蘇州研發(fā)中心將服務(wù)全球市場,關(guān)注全系列功率電子產(chǎn)品、逆變器、DC/DC轉(zhuǎn)換器等產(chǎn)品設(shè)計。新的研發(fā)中心大樓可容納450名員工,未來該研發(fā)中心將分批新增5+臺60KW新能源電控功能驗證測試臺、9臺30KW新能源電控耐久測試臺等更多試驗設(shè)備,不斷完善和增強本土新能源電控產(chǎn)品的樣件試制和環(huán)境驗證能力。


博格華納蘇州研發(fā)中心(圖片來源:博格華納)

       “現(xiàn)在國內(nèi)主機廠給我們的開發(fā)時間越來越短,為了趕上‘中國速度’,本地化研發(fā)建設(shè)勢在必行。事實上,本地化研發(fā)建設(shè)一直是博格華納的戰(zhàn)略重點,我們有不少產(chǎn)品是在國內(nèi)創(chuàng)新研發(fā)而后賦能全球,如三合一電驅(qū)、部分電控產(chǎn)品、升壓產(chǎn)品等?!崩顣郧虿┦恐赋?。
       此外,為了滿足中國新能源市場發(fā)展需求,李曉球博士透露,蘇州二期工廠還會引入Viper開關(guān) (IGBT模塊)的封裝測試能力,計劃于2023年年初正式量產(chǎn)。蓋世汽車了解到,Viper目前僅在新加坡生產(chǎn),是博格華納電控資源中的“明星”產(chǎn)品,它的優(yōu)勢在于能利用電壓的靈活性提升效率,縮短充電時間,延長續(xù)航里程,減少電池尺寸,可同時滿足插電式混合動力汽車和純電動汽車所需的多種電壓等級。
       “按照規(guī)劃,蘇州二期將會布局3條Viper封測產(chǎn)線,最大年產(chǎn)出可達(dá)1300萬片?!崩顣郧虿┦恐赋?。


Viper產(chǎn)品圖(圖片來源:博格華納) 

高電壓下,碳化硅逆變器成布局重點
       對于電動汽車來說,續(xù)航和充電是行業(yè)關(guān)注的重點,而對于800V及以上高電壓平臺,電機逆變器是關(guān)鍵。為滿足新能源汽車高電壓需求,碳化硅逆變器快速成為市場新寵。
       相對硅基材料,碳化硅逆變器耐高溫高壓,可以為電動汽車提供更高功率,增強電壓靈活性,同時縮小電池包尺寸,縮短電動汽車充電時間,并且提高續(xù)航里程。蓋世汽車了解到,目前在售車型中,特斯拉Model 3 、比亞迪漢等已經(jīng)有所配置。此外,明年將會交付的蔚來ET7以及小鵬G9也將采用碳化硅逆變器。
       作為技術(shù)提供商,博格華納相關(guān)產(chǎn)品今年以來也陸續(xù)拿到了國內(nèi)外多個主流車企訂單。此外,其800V碳化硅逆變器同時也獲得了歐洲CLEPA大獎。“博格華納800V碳化硅逆變器采用的是雙面水冷冷卻散熱的控制器,其中的Viper是基于碳化硅控制器的電源開關(guān),能夠有效降低70%的開關(guān)損耗,使功率密度提升25%?!秉S莉霞介紹指出。據(jù)了解,采用碳化硅控制器的Viper是博格華納第四代產(chǎn)品,目前第六代和第八代正在研發(fā)中。


博格華納800V碳化硅逆變器(圖片來源:博格華納)

       “從目前市場來看,車企對硅基和碳化硅逆變器均有較大需求,但從長遠(yuǎn)來看,高電壓趨勢下,碳化硅將成主流,預(yù)計2023年或2024年會迎來爆發(fā)期。”李曉球博士說到。此外,他強調(diào),目前市場上多提及800V碳化硅逆變器,事實上,現(xiàn)在銷售體量比較大的依舊是400V產(chǎn)品,具體要看車企如何選擇。

寫在最后
       整體來看,在新能源車市紅利下,電機電控系統(tǒng)正迎來市場高速發(fā)展期。然而,對于供應(yīng)鏈企業(yè)而言,機遇之外,同步面臨著行業(yè)競爭加劇、原材料上漲、關(guān)鍵組件IGBT依賴進口、芯片短缺等諸多不利因素,這對其技術(shù)創(chuàng)新、響應(yīng)速度、交付能力、成本控制等均提出較大考驗。從目前來看,以博格華納為代表的諸多企業(yè)已然開始發(fā)力,接下來此領(lǐng)域?qū)⒊尸F(xiàn)什么樣的格局,拭目以待。

(轉(zhuǎn)載)

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