近年來,隨著新能源汽車產(chǎn)銷量的增長,OBC出貨量大幅提升。2022年上半年OBC裝機量為208.3萬套,同比增長1.1倍。 國內(nèi)車載充電機屬于定制化產(chǎn)品,價格與產(chǎn)品功率、集成度呈正相關(guān),通常在2000~5000元/臺之間??紤]到行業(yè)高功率、集成化的發(fā)展趨勢,保守假設(shè)車載充電機平均價值量穩(wěn)定在2500元,根據(jù)中汽協(xié)的預(yù)測數(shù)據(jù),2022年中國新能源汽車銷量為500萬輛,則2022新能源汽車OBC市場規(guī)模約為125億元,到2026年達到300億元,市場潛力較大。 值得注意的是,當前,我國新能源汽車OBC行業(yè)第三方供應(yīng)商正逐步崛起,例如以威邁斯為代表的第三方供應(yīng)商,具備自研OBC產(chǎn)品能力、有技術(shù)積累與渠道優(yōu)勢,專注于OBC產(chǎn)品的開發(fā),可為主機廠直接供應(yīng)。 據(jù)NE時代數(shù)據(jù),2022年上半年除比亞迪(弗迪動力)、特斯拉具備自供能力外,其他整車廠均選擇第三方供應(yīng)商為其供應(yīng)車載充電機產(chǎn)品。第三方供應(yīng)商中,威邁斯、英搏爾、富特科技、欣銳科技排名靠前,威邁斯出貨量超過40萬套,較2021年上半年出貨水平大幅度提升。 從技術(shù)參數(shù)來看,輸出功率6.6kW的車載充電機已成國內(nèi)主流趨勢,同時各企業(yè)研發(fā)出二合一、三合一集成方案,目前最優(yōu)的二合一方案為6.6kWOBC+1.5kWDC/DC,三合一為6.6kWOBC+2kWDC/DC+PDU。 車載充電機(OBC)帶來半導體元器件市場機會 OBC的電路結(jié)構(gòu)由功率因數(shù)校正器PowerFactorCorrection(PFC)和直流-直流轉(zhuǎn)換器(DC-DC)兩大部分組成。交流電先通過PFC,利用整流器和功率校正進行處理,轉(zhuǎn)化為直流電,同時最大程度提高實際輸電效率,減小熱負載。通過PFC處理后的電流經(jīng)過DC-DC進行輸出電壓和電池的充電電流的調(diào)整,最終實現(xiàn)在車端的交-直充電。 二極管和IGBT、MOSFET等功率半導體是OBC實現(xiàn)直-交變換的關(guān)鍵器件。在OBC中,根據(jù)交流電源輸入、輸出功率、能效和成本目標等要求,電路設(shè)計各不相同。以英飛凌的方案為例,PFC電能轉(zhuǎn)換部分包括作為開關(guān)的IGBT或MOSFET(2個)及肖特基二極管SBD(6個)。當需要實現(xiàn)雙向充電功能時,IGBT增加一組,共四個以實現(xiàn)雙向變換,整流部分的二極管換為MOSFET(2個)。在DC-DC部分,需將來自PFC的高壓直流轉(zhuǎn)換為適當?shù)碾妷河糜诔潆?,包括MOSFET(4個)及SBD(4個)。上述硅基器件均可根據(jù)應(yīng)用需求替換為碳化硅器件。 OBC輸出功率提升,碳化硅MOSFET優(yōu)勢明顯。目前,在功率不超過6.6kW的單向OBC系統(tǒng)中,650V硅基產(chǎn)品占主導地位,碳化硅MOSFET性能優(yōu)勢不明顯且價格比同規(guī)格硅基產(chǎn)品高3-5倍。然而,隨著對充電時間縮短和動力電池電壓提升,OBC逐步向三相輸入(11kW、22kW)演進,此時SiCMOSFET與硅基超結(jié)MOSFET相比,在所有負載條件下平均總損耗是硅基方案的三分之一,且轉(zhuǎn)換效率更高,性能優(yōu)勢明顯。 車載充電機(OBC)未來發(fā)展趨勢 目前市場主流車型搭載的車載充電機輸出功率由3.3kW向6.6kW升級,產(chǎn)品將朝著集成化、高功率化方向發(fā)展。 據(jù)威邁斯IPO上市招股書披露,威邁斯車載電源集成產(chǎn)品銷量不斷增加,營收大幅上漲,在2021年,公司車載電源集成產(chǎn)品營業(yè)收入同比增長243.4%,由此可見在新能源汽車輕量化、降成本需求之下,集成化產(chǎn)品發(fā)展十分迅速,深受車企青睞。 除卻集成化趨勢外,車載充電機未來向著功率等級提升、尺寸小型化和雙向轉(zhuǎn)換的方向發(fā)展。 1、功率等級提升。由6.6kW提升至11kW,甚至到22kW,11kW采用一體化設(shè)計,目前市場上多以3個3.3kWOBC模塊并聯(lián)。 2、尺寸更小型化,功率密度更高。提高開關(guān)頻率,未來將引入寬禁帶半導體SiC(碳化硅)作為開關(guān)器件。 3、雙向車載充電功能。雙向變換功率6.6kW以上,轉(zhuǎn)換效率96%以上。 隨著國內(nèi)造車新勢力的崛起、電動化進程持續(xù)加速,新能源汽車OBC的供需將持續(xù)旺盛,業(yè)內(nèi)專業(yè)人士預(yù)測,威邁斯等第三方獨立核心零部件供應(yīng)商將迎來更為廣闊的發(fā)展空間。 |
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