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(1)集成化
由于新能源乘用車整車布置空間有限,且車體日趨輕量化,車載電源產(chǎn)品呈現(xiàn)集成化的發(fā)展趨勢。車載電源產(chǎn)品通過集成化設(shè)計,采用電力電子集成技術(shù),將車載電源與電機(jī)控制器、高壓配電盒等電控系統(tǒng)部件集成,減少車載電源所占用的空間的同時,可減輕電源產(chǎn)品重量,滿足廠商設(shè)計要求。
目前,電源產(chǎn)品集成化主要體現(xiàn)在兩個維度;一方面,設(shè)計傾向于通過將電源系統(tǒng)與電極、電控等多種部件以較為簡單的物理集成方式組合在一起,形成多合一的系統(tǒng);另一方面,在增加部件的同時,優(yōu)化產(chǎn)品內(nèi)部空間結(jié)構(gòu),采取諸如“板集成”的技術(shù)方案,提高集成的深度,進(jìn)一步降低產(chǎn)品的體積和重量。
(2)雙向化
雙向車載電源既可以滿足消費者電動汽車多種應(yīng)用場景的需求,又可實現(xiàn)功率的雙向流動,減少能量的浪費,因此雙向車載電源的市場認(rèn)可度提高,市場滲透率不斷提升。目前,雙向OBC主要有四種模式:V2G(車輛到電網(wǎng))、V2L(車輛到負(fù)載)、V2H(車輛到家庭)、V2V(車輛到車輛)。V2G技術(shù)可以將新能源汽車的儲能設(shè)施作為可調(diào)節(jié)負(fù)荷的“分布式儲能”,實現(xiàn)在用電低谷時充電,在用電高峰時對電網(wǎng)發(fā)電,從而平抑電網(wǎng)波動。
V2L和V2H技術(shù)可以實現(xiàn)車載電源對外輸電,其中V2L可以實現(xiàn)為照明燈、冰箱、手機(jī)等小功率電子、電器類產(chǎn)品供電;而V2H技術(shù)可將車輛存儲的能量返回家庭電網(wǎng),降低房主用電成本,提高電網(wǎng)穩(wěn)定性。V2V技術(shù)則可實現(xiàn)車與車互相充電。
隨著雙向車載電源的市場滲透率不斷提高,如何實現(xiàn)未來車載電源應(yīng)用的多樣性成為技術(shù)研發(fā)重要方向之一。
(3)高壓化
目前純電乘用車電壓通常在200-400V之間。在同等功率下,當(dāng)電壓提升,線路中通過的電流將會減少,從而降低功率損耗,提高充電效率,縮短充電時長。同時,工作電流的減少可以進(jìn)一步降低同樣行駛里程中的電量消耗,從而延長汽車?yán)锍虜?shù)。2021年,包括比亞迪、理想、小鵬、廣汽、吉利、北汽等在內(nèi)的眾多車企已經(jīng)開始布局800V快充技術(shù),我國800V高壓快充行業(yè)進(jìn)入發(fā)展加速期。
電動車高壓化趨勢在集成化和穩(wěn)定性上對電源類產(chǎn)品的性能提出更高要求。相比硅基器件,碳化硅(SiC)器件體積更小、頻率更高、開關(guān)損耗更低,可以提升電驅(qū)動系統(tǒng)在高壓、高溫環(huán)境下運行的穩(wěn)定性。目前多家電源類供應(yīng)商都在加速布局基于碳化硅的OBC、DC/DC產(chǎn)品。其中特斯拉、比亞迪等車企以及欣銳科技等第三方生產(chǎn)商均已具備碳化硅電源產(chǎn)品的量產(chǎn)能力,碳化硅功率器件取代傳統(tǒng)硅基功率器件已成為行業(yè)發(fā)展趨勢。
對于車企及汽車部件供應(yīng)商而言,如何實現(xiàn)碳化硅功率器件的全面應(yīng)用、提升汽車充電及功率轉(zhuǎn)換效率及改善用戶體驗是未來技術(shù)突破的重要方向。