新能源汽车作为新兴产业,市场规模和市场渗透率正处于快速发展阶段, 整车和核心零部件的创新升级也在持续发展。车载电源和电驱系统是新能源汽车的核心部件,在产品集成化、高压化、多功能化以及第三代半导体应用等方 面也面临升级迭代的压力。
车载电源主要包括车载充电机OBC和车载DC-DC转换器,其中OBC的作用是将市电交流输入转换为电动汽车动力电池所需的直流,为动力电池充电;车载DC-DC转换器则是将电动汽车动力电池的高压转换为12V或24V低压,为车上低压蓄电池等设备供电。
车载电源是新能源汽车的重要组成部分,在汽车电控系统中起着协调并保证各系统正常、安全、有效运行作用。近年来,在国内新能源汽车产业快速发展背景下,车载电源市场规模迅速扩张。根据中汽协数据显示,2021年国内新能源汽车累计销量为298.9万辆,同比增长169.1%。
在集成化方面,在车载电源产品、电驱系统产品分 别实现集成化的基础上,行业厂商积极推出“电驱+电源”的电驱多合一总成产 品。在高压化方面,车载电源的高压化是解决新能源汽车面临的动力电池充电 慢问题的重要技术方式。在多功能化方面,车载电源通过逆变技术发挥新能源 汽车作为移动分布式储能设备的功能成为重要的发展趋势。
目前,电源产品集成化主要体现在两个维度;一方面,设计倾向于通过将电源系统与电极、电控等多种部件以较为简单的物理集成方式组合在一起,形成多合一的系统;另一方面,在增加部件的同时,优化产品内部空间结构,采取诸如“板集成”的技术方案,提高集成的深度,进一步降低产品的体积和重量。
电动车高压化趋势在集成化和稳定性上对电源类产品的性能提出更高要求。相比硅基器件,碳化硅(SiC)器件体积更小、频率更高、开关损耗更低,可以提升电驱动系统在高压、高温环境下运行的稳定性。目前多家电源类供应商都在加速布局基于碳化硅的OBC、DC/DC产品。其中特斯拉、比亚迪等车企以及欣锐科技等第三方生产商均已具备碳化硅电源产品的量产能力,碳化硅功率器件取代传统硅基功率器件已成为行业发展趋势。
现阶段,国际车载电源企业主要包括合达电子、艾默生、博世、德尔福、法雷奥、TDK等;国内企业主要包括通合科技、麦格米特、欣锐科技、得润电子、亿利达集团、迪龙新能源、威迈斯新能源等,我国市场参与主体可分为第三方供应商、汽车零部件集成供应商、整车配套供应商三大类。目前在国内车载能源市场中,国产品牌占据主导地位,外资品牌占据市场份额较小,我国车载电源市场国产化程度较高。
2021年度我国车载电源产品中,集成类产品已占到总量的一半,“二合一”、“三合一”甚至“多合一”的车载电源系统部件已成为市场上的主流设计方案。未来,车载电源系统将加速向高功率密度、高转换效率和集成化、轻量化趋势发展。
从细分市场来看,车载电源集成产品是目前车载电源市场中销量占比最大的产品,2021年其占比市场份额为51%;其次为车载充电机,占比市场份额为36%;车载DC/DC变换器占比市场份额排名第三,为13%。从细分市场格局可以看出,集成化是我国车载电源行业未来发展的重要方向之一,当前在国内汽车轻量化趋势逐渐攀升背景下,车载电源集成产品作为能够减少车载电源产品占有空间以及减轻重量的重要装置,其市场发展前景较好。
由于新能源乘用车整车布置空间有限,且车体日趋轻量化,车载电源产品呈现集成化的发展趋势。车载电源产品通过集成化设计,采用电力电子集成技术,将车载电源与电机控制器、高压配电盒等电控系统部件集成,减少车载电源所占用的空间的同时,可减轻电源产品重量,满足厂商设计要求。
2017-2021年我国车载电源市场规模由54.4亿元增长至246.5亿元。未来,在新能源汽车产业高景气度之下,我国车载电源市场将不断扩张,预计2025年达到700亿元,具备较大的发展空间。
此外,双向化与高功率化也是我国车载电源行业发展的重要方向。具体来看,与传统单向车子电源产品相比,双向传输产品具有更高功率密度、能量转化效率、电能利用率以及更低生产成本等优势,是未来车载电源产品发展的主流趋势之一;同时近年来,在国内汽车电子行业进入发展加速期背景下,车载电源功率需求随之不断提高,高功率化成为行业发展重要方向。
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