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《磁性元件与电源》2024年01月刊 总第280期
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刊首语FOREWORD
新国标800kW充电桩,电感变压器如何优化散热
新能源汽车与充电桩的发展可谓是荣辱与共。
近年来,伴随着新能源汽车渗透率的提升,充电桩的数量也在日益提升。2023年1-11月,公共桩数量增长89万个,同比增速达到50%,随车私桩较2022年底增长242万个,同比增速71%。
由于新能源汽车充电时间长的问题始终无法彻底被解决,导致新能源汽车的推广仍存在一定程度的困难。因此,提高充电速度成为行业亟待解决的问题。
为加快提高充电速度的步伐,促进行业发展,2023年9月份,工信部提出了新能源汽车传导充电连接装置标准。新标准将最大充电电流从250安培提高至800安培、充电功率提升至800千瓦。
一般来说,充电的功率是由充电电压与充电电流共同决定的,提高充电速度可以从大电流和大电压两方面入手。此次新标准的提出就兼顾了从大电流和大电压两方面进行提升充电速度。
充电功率提升至800千瓦后,会使系统损耗加剧,且由于热量的急剧提升,对相关零部件的性能及热管理技术提出了更高的要求。
那么,在大功率下,模块电源将会发生什么改变?将会推动哪些技术的发展?电子变压器、电感器如何解决体积和散热问题?尽请关注本期【对话】。
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对话DIALOGUE
新国标800kW充电桩,电感变压器如何优化散热
编者按:
2023年9月7日,工信部提出了新能源汽车传导充电连接装置标准。新标准在沿用我国现行直流充电接口技术方案、保障新老充电接口通用兼容的同时,将最大充电电流从250安培提高至800安培、充电功率提升至800千瓦,增加了主动冷却、温度检测等相关技术要求。
随着新国标的提出,对功率器件、电源,以及上游的电子变压器、电感器、磁性材料都提出了很大要求。本期对话,《磁性元件与电源》邀请了行业内权威教授、专家以及电感变压器、磁芯、线材厂商,共同探究充电桩采用新国标后,模块电源的变化以及电感变压器和磁性材料的技术发展方向是什么。
对话导览
一、当前充电电源模块主流功率多少?是否正在向往更高功率发展?
二、充电桩采用新国标后,对模块电源有何推动作用?
三、采用新国标后,对电感变压器、磁芯、线材分别提出了什么要求?
四、采用新国标后,电感变压器、磁芯如何更好地散热?
五、是否会推动第三代半导体材料的发展?
对话内容
一、当前充电电源模块主流功率多少?是否正在向往更高功率发展?
微硕 常务副总经理 谭福清:目前充电桩模块电源市占率最大的是20kW,现在有30kW的,正在发展40kW。800kW就是40kW的组装,用模块叠加的方式,会有20个模块。
未来是否会往更大的功率发展取决于技术经济性。可能性是有的,但是具体来讲就是单个模块做的更大和多个组合模块更多,这两条路可能最终会有一个最佳的平衡点。单个模块做大,也会面临一些技术挑战和成本的挑战;但是模块组合过多,也面临并联的问题。所以我相信一定会找到最佳平衡点,至于这个平衡点在哪里,取决于技术发展的水平以及成本变化的情况,需要综合考量。
单个模块会遇到一些技术瓶颈,比如铁氧体磁芯不容易做大,做大的同时会使压机的吨位增大,要解决很多技术问题,成本也会上升很多。在这种情况下,可能多个模块组装的成本会更低一点。
而且各家企业长处也不同,擅长做电源模块的,可能会采用大功率电源模块,组装个数少;擅长做电源管理的,可能更倾向于做成熟的电源模块,然后组装,用电源管理技术的方式去解决。
质量计量监督检测所 白国军 高级工程师:充电桩里面的模块都是分组式的,相当于抽屉一样。原来最早的时候我们接触的都是 15kW的模块,现在基本上变成30kW,后续模块电源功率可能会变大,可能会到40kW,目前我了解到充电桩实现40kW-60kW在技术上是没问题的。一旦标准提到800kW,如果是30kW模块电源,就需要用到26个模块,可是功率模块不能太大,因为太大会很重。
充电桩运营企业的模块电源都是外采的,最终量级是由模块电源厂商来决定的,也就是所谓的标准化产品。
二、 充电桩采用新国标后,对模块电源有何推动作用?
京泉华 李彩生:模块电源的功率要变大,功率变大之后会带来体积变大、热量更高、功率密度更高等问题。这就要求模块电源的体积要做小,还需要更好的散热机制。
第一是推动功率密度向更高发展,按照原来充电桩120kW的功率,现在提高到800kW,如果体积按照功率提高了六七倍的功率算,那体积就太大了,因此体积肯定要做小,不能说功率越大体积就要成比例放大。这就可能会推动功率密度的发展,比如说原来同样大小的体积能做到120kW,未来为了满足超级快充的需求,可能就会推出200kW的模块电源产品。
第二是推动冷却技术发展,传统的散热方式是靠风冷,未来肯定会朝着液冷的方向发展。因为发热量太大了,传统的风冷是功率越大,风量需求越大,那风机噪音就会很大,造成的灰尘污染也越大,所以说会推动液冷技术的发展。
经纬达 李胜东:像高压固定桩,对体积来说不是最主要考量的点,应该是从效率上面考虑。
模块电源要走向更高的集成化、模组化,才能把体积和散热尽量地优化,集成化后电感变压器用量会更多,对磁性材料的损耗也要更低。
现在大家都往磁集成、小型化方向方向走,变压器往更高的频率上走。除了磁集成,也可以用模组化的方式来达到要求,通过很多个模组进行并联串联的方式,这样电感变压器的需求量就会变多。
三、 采用新国标后,对电感变压器、磁芯、线材分别提出什么要求?
阳光电源 蔡国庆:功率提升对电感变压器的挑战应该是最大的,我觉得最大的挑战是体积和散热这两方面。体积和散热是相辅相成的,体积做小了,散热要求会更高。
微硕 谭福清:首先对磁芯的损耗也就是功耗要求更低,特别是高温功耗。所谓的高温功耗就是140℃-160°℃之间的损耗要求更低。第二个要求磁芯抗饱和能力要更强,因为电流大了以后必然带来大磁场,磁芯要保证在大磁场的工作下不要饱和。提升抗饱和能力的路径有两个,一是材料本身抗饱和能力要提升,二是可以通过磁路设计来提升抗饱和能力。
福州大学 陈为教授:功率、电压提高之后,电感变压器体积要做小,频率就要提高,铁芯的截面积和绕组的匝数才能做小。但就会碰到温升提高的问题,因为功率大了,损耗也就大,而体积又小了,损耗密度就会提高,因此磁元件首先要解决设计问题,尽量要优化磁芯和绕组的设计,做到损耗小。
其次是要加强散热,这么大的功率如果仅仅靠风可能不够,估计要用水冷散热,因为设计的作用是有限的,现在磁芯损耗还是没办法降得很快。
线材用利兹线,矩形的多股绞合线也可以。多股绞合线很细,所以绞的时候容易断掉,但是掉几根还好,最主要是担心绝缘层破裂掉。因为绝缘层本来就很薄,容易破裂。绞线的每一根都是绝缘的,破裂之后涡流损耗就大了,就没有绞的效果了。所以需要去检验多股绞合线的质量。
万宝 工程师 赵轩:在绞线过程中,为了避免绞线断裂和绝缘层破裂,主要采取了以下几种方式:设备方面,通过退纽+单绞的方式提升产品的圆度、减小外径和绞线内部应力,从而减少跳股、过纽、断线等情况;原材料方面,选择优质退火软铜线,与行业龙头漆包线厂家合作从源头把控。检测线材质量主要有几种方式,一是线径在线检测系统,可实现线径连续检测及线径波动分析;二是高频火花机,可实现绝缘皮破损、断线、包覆不良等检测;三是人工高频次抽样测试。
万宝大功率线材主要用铁氟龙绞合线、圆形膜包绞合线、方形膜包绞合线。
四、采用新国标后,电感变压器、磁芯如何更好地散热?
福州大学 陈为教授:散热主要是两种方式,一是要在变压器、电感器的绕组之间留下风道,宁愿体积大一点,但是风能够吹过去,热就能散走。也就是说效率不一定要很高,因为这么大的功率,效率差一点也没事,关键是温升要能控制住,所以宁愿牺牲一些体积而去加强散热。
二是用水冷板。水冷板也有两种方式,一种是贴在磁芯表面,或者贴在绕组表面,通过表面来导热,但是800kW的功率可能都不够用,甚至要把水冷板埋到绕组里面,这样散热的效率就会高很多。另一种是水冷板放在铁芯和线圈之间,或者放在线圈之间,比如说原副边之间。那就要注意一个问题,因为水冷板都是铝制的,把水冷板放在变压器内部,里面有很大的高频电磁场,就会引起涡流损耗,这个也可以通过优化设计。但只要能把热带走,还是划算的。也就是说设计关注的重点是温升,只要能把热带走就可以了。
所以最大的问题在于设计和散热。设计就是让它损耗尽量小,散热要采用各种方法把热散走。夸张点的办法甚至在磁芯上开孔让风吹进去,但开孔后磁场过不去,会影响磁芯截面积,这个孔开在什么位置也有讲究,否则会破坏磁场。
微硕 谭福清:从两个方面来讲,首先功率大意味着磁芯的体积会更大,那么体积更大,发热功率就增加了。第二磁芯是热的不良导体,自身发热后会导致磁芯温升不均匀,内部温度高,外部有散热,温度低,内外的热胀冷缩不一样可能会导致磁芯开裂,也就是说大功率的磁芯在工作的时候可能会开裂,这是它的技术难点。
目前可以通过添加优化剂的方式来提高磁材抗热冲击强度,但是这个作用是有限的;另外可以辅助以磁路设计散热,比如说中间的开气隙、通过通孔通风或者液冷的方式;还可以从电源设计的角度,以风冷、液冷等方式来解决这个问题。
但是不管怎么说,随着功率的增加,发热肯定增加,散热的要求就会提升,所以20kW、30kW模块电源都是采用风冷技术,但现在40kW都已经开始用液冷技术。
阳光电源 蔡国庆:现在大家的研究重点会放在散热上,功率密度提高后目前散热是不能满足要求的。
变压器绕组有可能会留个风道出来,如中频变压器,我们有看到国外的产品绕组中间是有水管的,但是现在充电桩还没有见到。但是如果功率做到很大之后,也有可能采用这种方式散热。
经纬达 李胜东:从变压器的结构性设计上,比如说叠层关系,尽量地降低交流阻抗,让损耗降低,发热变少。还会加一些铝合进行灌封处理,让导热效率更快。
变压器体积变大以后,实际上磁芯当中是有一些是利用不到的,在中间通孔中间做一个通风道当然是有帮助的。其实我们之前有思考过,就在磁芯中间做一个水冷管,但这个成本太高了,而且对体积要求不大的电感变压器,没有太大的帮助。当然在功率很大的情况下,这样的做法是有些帮助的,最起码热可以降下来很多。
五、 是否会推动第三代半导体材料的发展?
微硕 谭福清:它不光算提高大电流的问题,工作频率也会提升,从这个角度讲就会推动第三代半导体的发展。如果使用频率提升以后,那么它的体积可以缩小,功率密度就可以提升。如果需要提升工作频率的话,就会在开关这一块有利于推动第三代半导体的发展。
京泉华 李彩生:也可能有。但是国内对价格太敏感了,现在碳化硅是主流,氮化镓的成本很高。如果氮化镓的成本降下来是有可能使用的。因为使用新材料后,发热会降低,效率会提高,功率密度增加,体积也会减少。但我觉得目前暂时还不会用到氮化镓,因为现在充电桩太卷了,用氮化镓的价格是卖不出去的。
质量计量监督检测所 白国军 高级工程师:如果按照800kW的话,可能涉及到充电堆了,可能会用到第三代半导体材料的器件,但是目前第三代半导体材料成本偏高,还很少用。因为现在市场上直流桩的价格基本上是0.27元/W,最早充电桩刚出的时候成本可能去到1.78元/W,现在成本降得这么厉害,我认为用碳化硅希望不大。
结语
综合几位行业人士的观点来看,充电桩将功率提高到800kW后,模块电源要走向集成化、模组化,将推动模块电源的散热技术、功率密度和冷却技术的发展。
功率提升后,对电感变压器提出的最大挑战是体积和散热这两个方面,尤其是解决散热这方面的问题。对电感变压器来说,要优化设计,在电感变压器绕组之间留下风道,让热能够散出去。对磁芯来说,技术难点在于大功率的磁芯在工作时可能会开裂,需要从三个方面改善该问题:一是通过材料添加优化剂来提高抗热冲击强度;二是可以在磁芯中间开气隙,通孔通风或添加水冷管;三是从电源设计角度,用液冷的方式来提高散热能力。
最后,尽管使用第三代半导体材料能够很好地解决功率提高后带来的一系列问题,但由于第三代半导体材料目前成本还较高,暂时很难大规模应用在充电桩领域。
未来只有在技术和市场的不断迭代下,充电桩产业链供应商能够提供更加物美价廉的材料和器件产品,才会加速大功率充电桩的落地。
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活动报道ACTIVITY REPORTS
209家!优霸杯行业评选入围企业名单确认
2023’“优霸杯第十届大中华区电子变压器电感器电源适配器行业年度评选”(下称行业评选)自10月9日自主申报与推荐以来,截止2023年12月21日,前后共有209家磁性元器件与电源企业报名参与,经主办方慎重筛选,现入围企业名单现已全部确定。
本届优霸杯行业评选奖项设置分为五大类别,共计11个奖项,各大奖项入围企业名单如下(排名不分先后):
90家企业入围电子变压器优秀供应商:
博微田村、美信科技、三盛源、美星电子、双菱、东兴电子、利通电子、依利安达、铂恩氏、郡懋电子、伊戈尔、科德电子、亚信科技、讯康电子、板桥电子、佳扬电子、汇科电子、松上电子、力信电子、攸特电子、湧嘉实业、安登利、田村、大忠电子、云路、久利科技、嘉龙海杰、慧华电子、可立克、超越、联丰东进、碧陆斯、嘉盛源、鸿磬电子、宝惠电子、瑞硕电子、铭昱达、经纬达、格利尔、普晶电子、雅玛西、乔晶电子、立敏达、力王高科、铭普光磁、达鑫电子、晨朗电子、京泉华、斯比特、创世富尔、德珑磁电、博多电子、光电惠高、中电熊猫、泰昌电子、东京元件、慧创电子、力能电子、鸿技电子、亿能电子、正亮电子、亚星电子、意兰可、兆启、鹰峰电子、新昇电业、富安电子、福特电子、华德电子、川仪微、宜兴文达、创华实业、祥威电子、银利电器、嘉裕电子、中光防雷、迈世腾、万阳电子、力维兴电子、捷普电子、裕正电子、顺络电子、麦捷微电子、吉祥腾达、立宇电子、杰瑞康达、菲力克斯、德维斯电子、方舟电子、东电化电子。
35家企业入围电感器优秀供应商:
三集瑞、奇力新、瀚威司通、台庆科技、岑科实业、文善电子、科达嘉、柯爱亚、乾坤科技、库柏电子、胜美达、伍尔特、德立电子、玛冀电子、顺络电子、麦捷、振华富、万磁科技、设科电子、三礼电子、索瑞达、金籁、千如电机、江盟、风华高科、感通科技、联振电子、恒忻电子、艺感科技、大成电子、中鹏电子、风华邦科、三体微电子、德鸿感应、信华科技。
30家企业入围电源适配器优秀供应商:
航嘉驰源、全汉、比亚迪、立德电子、辰阳电子、飞宏科技、长城、康舒科技、中达电子、光宝科技、宝利金、安克、福瑞康、富华电子、迈思普、奥海科技、盈聚电源、赛尔康、欧陆通、天宝集团、睿德电子、雅达电子、酷科电子、群光电能、坤兴科技、迪比科电子、贵冠科技、优琥电子、雅晶源、盈源电子。
25家企业入围电子变压器新锐供应商:
普美电子、磁极、英大科特、默雷电子、嘉良电子、天胜电子、爱磁电子、飞阳电子、泰科斯德、汉翔电子、汉润电子、和润科技、高陆电子、菲尔泰科、长拥华电子、瑞思科技、泽丰电子、佳电宝、美希电子、协创电子、福莱克斯、墨尚电子、海红盛、群宝电子、恒润电子。
13家企业入围电感器新锐供应商:
航天磁电、新川电子、优瑞电子、精密龙电子、磁达电子、英麦科磁、创一电子、寰美电子、科或电子、固电电子、华晟电通、泗洪储磁、天通凯伟。
16家企业入围磁性元器件通讯通信应用奖:
普思电子、京泉华、依利安达、亚信科技、德立电子、经纬达、麦捷、顺络电子、渝源电器、铭普光磁、风华高科、斯比特、中光防雷、美信科技、攸特电子、讯康电子。
30家企业入围磁性元器件新能源汽车应用奖:
博迈立铖、倍诚信、麦捷、普思电子、超越、伊戈尔、雅玛西、美信科技、经纬达、可立克、普晶电子、顺络电子、铭普光磁、斯比特、京泉华、郡懋电子、银利电器、德珑磁电、胜美达、东电化电子、鹰峰电子、厦门汇科、铂恩氏、台达电子、云路、依利安达、瀚威司通、力维兴电子、晨朗电子、创世富尔。
31家企业入围磁性元器件光储应用奖:
普奥电子、百瑞电子、可立克、铭普光磁、京泉华、达鑫电子、联丰东进、宝惠电子、久利科技、台达电子、郡嘉电子、汇科电子、捷普电子、亿能电子、格利尔、云路聚能、宜兴文达、普晶电子、东兴电子、杰瑞康达、伊戈尔、兆启、英达特电子、力王高新、云路新能源、艾克比电子、力维兴电子、高新超越、顺络电子、瑞思科技、创世富尔。
19家企业入围磁性元器件汽车充电桩应用奖:
斯比特电子、可立克、攸特电子、福莱克斯、奥磁科技、江科电子、京泉华、雅玛西电子、磁源电子、郡懋电子、墨尚电子、杰瑞康达、格利尔科技、磁极新能源、德维斯电子、福特电子、健阳达电子、高陆电子、凯鸿利电子。
12家企业入围磁性元器件行业数智奖:
柯爱亚电子、瑞硕电子、力王高科、双菱、铭普光磁、京泉华、顺络电子、岑科实业、瑞格、麦捷科技、银利电器、富安电子。
12家企业入围磁性元器件技术创新奖:
麦捷科技、可立克、铭普光磁、顺络电子、伊戈尔、京泉华、铂科新材料、英麦科磁、泰科斯德、云路新能源、德珑磁电、雅玛西电子。
以上就是优霸杯行业评选全部入围企业名单,公示将在2023年12月31日截止。更多入围企业详情敬请登录行业评选官网查看。
2024年1月1日,优霸杯行业评选将正式进入全网投票阶段,这些奖项将通过大众投票(70%权重)和专家评审团投票(30%权重)的综合评定产生。敬请期待!
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活动报道ACTIVITY REPORTS
变压器行业评选火热进行 部分专家名单已确认
由Big-Bit资讯主办,骅鹰优霸全程冠名的“2023’优霸杯第十届大中华区电子变压器电感器电源适配器行业年度评选”报名已于2023年12月21日正式截止,共有300多家企业积极申报参与该评选活动!
为了更客观、公平、公正地体现评选的权威性,本届活动专家评审团正在不断扩大规模。当前已确定参与评审的专家共有32位,由电子变压器、电感器行业专家、知名整机企业管理层专家、高级工程师、采购员等人组成。
其中,知名整机企业产品类型包含电源类、光储充、新能源汽车、智慧灯杆等多个类别。
电源类企业涵盖范围广阔,他们的产品包括家用电源、驱动电源、工业电源、PD电源、大功率电源、通信电源、基站电源、服务器电源等。评审专家有高级研发工程师、研发总监、总经理等职位,他们都有着丰富的行业从业经验。
如中兴通讯股份有限公司的研发总工熊勇就有着长期从事能源产品技术研发的经验,他还是中关村储能产业与技术联盟(CNESA)理事,曾五次荣获省部级科学技术奖,拥有授权发明专利30多项。
参与评审的光储充行业企业亦是不逞多让,他们的产品包括光伏逆变器、储能逆变器、储能电源、充电桩。评审专家亦是行业的佼佼者,有来自头部企业的研发总监、总技术工程师、科长、高级专家、总经理等。
如广州锐速智能科技股份有限公司的副总经理覃见吉就擅长超大功率充电储能电源功率电路设计开发。他是广州市的优秀专家,亦是矿山机械电动化引领者,曾主推大功率充电机在绿色低碳矿山的推广应用。
新能源汽车类目的评审专家则汇聚了新能源汽车头部企业的专家,如比亚迪汽车电源经理蒋嗣本、英威腾研发副总监欧阳建良、巨一动力研发总监徐晓泉、小鹏汽车电子功率总监陈皓等。
他们的研究范围包括BMS、OBC、车载电源、电驱动等新能源汽车相关领域。其中小鹏汽车的功率电子总监陈皓就有着多年从事新能源汽车电力电子产品设计的经验,他先后获电力电子领域顶级期刊《电力电子学报》最佳论文奖及电力电子国际会议APEC最佳报告奖。担任IEEE 交通电气化期刊副主编。
此次电子变压器行业评选活动的评审专家在延续了往届专家高水准的同时,也有了更多的整机企业的一线从业者参与进来,他们将对企业的入选资格严格把关,助力推选行业标杆企业。
目前评审团规模正在持续扩大中……更多后续欢迎关注Big-Bit资讯报道。
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活动报道ACTIVITY REPORTS
磁元件产业联盟第一届第二次理事会在杭召开
12月1日下午,由广东磁性元器件行业协会发起的中国磁性元器件产业联盟(下称“产业联盟”)第一届第二次理事会在杭州顺利召开。中国磁性元器件产业联盟理事长蔡金波、联盟秘书长陈晖、联盟副秘书长李红兵及联盟各副理事长、理事单位、会员单位代表等41人悉数出席。会议由秘书长陈晖主持。
会上,来自不同地区的磁元件企业代表们齐聚一堂,共同回顾了2023年的经营状况,并对未来的发展方向进行了深入探讨。
从大家的交流中得知,磁元件行业目前仍然面临着机遇与挑战并存的复杂局面。新能源业务各版块在过去的一年里有升有降,传统消费电子领域出现了下降。值得一提的是,尽管依然面临市场的不确定性,企业代表们仍保持着积极向上的态度,对行业的未来表现出了强烈的期盼和信心。
对于未来的发展,各企业在会上达成了一个重要共识,即打造差异化的发展战略,专注于细分领域的深耕。通过这种方式,企业不仅能避免同质化竞争,还能更好地满足客户需求,推动“中国制造”向更高的水平发展。
理事长蔡金波对上述观点和看法表示了肯定,并提到了一些中小型企业不断发展壮大,并即将迎来IPO的案例,鼓励各家磁元件企业形成差异化竞争力,走出企业自身的特色道路。他还表示,创新是企业发展的核心竞争力。他指出,无论是设计研发还是工艺制造,都是创新的重要方向。中小企业可以在工艺创新上做更多的尝试,并分享了一些成功的案例。
副秘书长李红兵也就当下磁元件行业发展方向作出了分享,详细分析了磁元件在新能源汽车、光伏储能、智能家居等领域的应用和前景,对磁元件行业未来市场潜力进行了深入探讨,并针对磁元件企业的长远发展提出了建设性建议。
本次理事会,产业联盟的秘书处特别引入了知识产权服务机构——广东知得失网络科技有限公司。该公司副总经理、广东省知识产权+数字化赋能中心副主任该机构的副总叶幼玲于当天下午来到了现场,向大家分享了知识产权赋能高质量发展的重要性。
企业代表们对产业联盟引入知识产权服务给予了高度评价。他们表示,这一举措不仅增强了磁元件企业对于知识产权在企业发展中重要性的认识,还意识到它对企业的数字化管理发挥着重要作用。随后,理事会还举行了知识产权服务站签约挂牌仪式。通过该服务站的建立,产业联盟希望为磁元件企业做好知识产权管理、开展知识产权相关工作提供更加便利的条件。
会议结束后,出席人员一同参加了交流晚宴,进一步畅谈磁元件行业发展趋势,加强业界同仁之间的相互了解和合作意向。
本次会议的成功召开,得到了普晶电子及其公司总经理桂玉红的大力支持。普晶电子为本次理事会提供了优质的场地和服务,工作人员的合理安排和热情接待等都为理事会的顺利进行提供了重要保障,受到了与会人员的广泛好评。
今后,产业联盟将继续为磁元件企业构建更广泛的交流平台,并引进多方面的支持服务,不断提升磁元件行业的营商环境,助力企业实现更加卓越的发展。 -
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中国磁性元器件产业联盟首期培训班顺利举行
2023年12月1-2日,中国磁性元器件产业联盟(下称“磁元件产业联盟”)在杭州普晶电子园区举行了为期两天的培训班,来自磁元件行业的专家和企业工程师等近70人参与了本次培训。
本次培训班以《充电桩及车载磁元件技术及说明》为主题,邀请了中国电源学会磁技术专业委员会委员、田村技术研发课长聂应发老师进行授课。
聂应发老师从新能源产品及磁性元件介绍出发,为学员们带来了丰富的专业知识,其中包括磁性元件在整机拓扑应用及说明;软磁磁芯特性选择和应用;特殊电线选择与应用;高频反激式变压器设计与举例;磁性元件PFC电感设计方法和举例;磁性元件BOOST升压电感设计方法和举例;磁性元件逆变及滤波电感设计方法和举例;车载磁元件可靠性设计(安规及可靠性能等);车载磁元件共模电感可靠性设计(单、三相);车载磁元件差模电感可靠性设计(单、三相);车载磁元件OBC(CLLC)可靠性设计;车载磁元件DC电源(LLC)可靠性设计。
聂应发老师深入浅出的讲解得到了学员们的高度评价。培训结束后,学员们即场进行了考试,整体通过率达到了100%,优异的成果也是对培训效果的积极肯定。对于本次培训,学员们也纷纷表示获益良多,表示对自身专业素养的提升有很大的帮助。
本次培训是产业联盟自成立以来的首度开班,并得到了普晶电子的大力支持。普晶电子提供的培训场地和用餐等后勤保障,确保了活动的顺利进行。接下来,产业联盟还将举办更多公益性的专业主题培训,欢迎大家一起学习交流!
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市场解读MARKET INTERPRETATION
2000V高压储能系统 磁元件需要满足什么
储能市场已成为全球最具增长潜力的领域之一,在全球能源转型和可再生能源发电占比提升的背景下,储能呈现快速发展的趋势。截至2022年底,我国储能新增装机规模16.1GW,同比增长109.1%,储能累计装机规模达到59.4GW,同比增长36.7%,增长速度领先全球。
而随着储能系统成本的下降,储能仍具有巨大的发展潜力。在储能技术不断进步的加持下,各家企业也在寻找更具有性价比的储能方案。
“在度电成本如此苛求的现实下,任何一个可以降低成本的机会都会被储能行业重视,更高电压储能系统将成为储能行业研究发展趋势,”这是天邦达高压储能产品线总监邵磊在Big-Bit资讯举办的2023CESIS电子峰会上作为演讲嘉宾所发表的结论。
他表示,1500V的系统电压是储能产业的电压标准。在材料、电池效率、制造工艺不断更新换代的情况下,这种方式有望实现更高的储能系统电压。
对此,Big-Bit资讯《磁性元件与电源》特邀邵磊与我们一同分享高电压储能的优势以及对电感变压器的要求。
▲邵磊正在演讲中
1500V成储能产业的主流电压
“现在储能系统的电压等级大部分是在1500V”,邵磊对记者说道。
储能需要大型集装箱,一个储能站装机容量可以高达几十MW、几百MW,所以储能的功率会很大。而电压越高,能耗就越低。邵磊表示:“在这种情况下,需要并10kV、35kV的电网,电会通过电池存储,经过逆变器以后再直接通过变压器并网。这种一般都是并到高压系统,然后通过电力传输,再传输到用户。”
▲储能集装箱
储能系统1500V技术方案来源于光伏系统,根据CPIA统计,2021年国内光伏系统中直流电压等级为1500V的市场占比约49.4%,预期未来会逐步提高至近80%。1500V的储能系统将有利于提高与光伏系统的适配度。
目前,储能系统利用率逐步提升,储能系统技术也渐趋成熟。1500V储能系统将系统中直流电压所用的线缆、BMS硬件模块、变流器等部件的耐压从不超过1000V提高到不超过1500V。
与1000V储能系统相比,1500V储能系统的电池系统能量密度与功率密度均提升了35%以上。相同容量电站,设备更少,电池系统、PCS、BMS及线缆等设备成本大幅降低,基建和土地成本也同步减少。据测算,相较储能传统方案,1500V储能系统仅初始投资成本就降低了10%以上。
据邵磊介绍,天邦达的高压储能BMS系统主要应用于电网储能、工商业储能、家庭高压储能、UPS储能等应用领域,满足 1500V以内电池系统应用及安规要求。该储能系统采用3+X级安全架构,提供实时、全面、精确的电池性能数据,精确SOX估算,且能够通过CAN/RS485/LAN接口/干接点与PCS、EMS等设备实现数据通信和控制,保障储能系统长期高效、可靠和安全运行。
近年来,阳光电源、上能电气、华为、宁德时代、科陆、南瑞继保、双一力储能、科华恒盛、锦浪科技等企业已经相继发布1500V相关储能,抢占储能市场,并且这种趋势还在逐年加速。
高压储能对电感变压器提出的要求
对光伏储能来说,升高电压是减少线损的有力举措。从整个储能系统的视角来看的话,更高的输入、输出电压等级具有三个方面的好处:一是有助于减小交直流侧线损和变压器低压侧绕组带来的损耗;二是储能系统效率预期将增加 1.5-2%;三是储能系统功率密度提升,体积减小,运输、维护等方面工作量也减少,有利于光伏及储能系统成本的降低。
随着储能电压等级的抬高,对电子变压器、电感器的爬电距离、安全间隙、耐压等级都提出了要求。邵磊表示,接下来希望能够有更高标准的,更高耐压且安规做得更好的产品出现。他说道:“现在很多电子变压器、电感器里面的绕线很难做到自动化,在加工过程中可能会有很多破损,导致绝缘强度降低,厂家做好产品之后需要做耐压测试。”
对此,邵磊提出了几点变压器的设计要点:
变压器安规设计计算:确定绕组之间的绝缘类型、绕组之间的安规距离、绕组之间耐压的选取、挡带宽度、材料类别、材料的温度等级等 ;
变压器材料控制:针对变压器不同绕组之间所要隔离的电路特点,确定可行的保护方法:对于需要采取双重保护的电路可以采用:基本绝缘+保护接地,双重绝缘,加强绝缘等三种方式构成;根据绝缘跨接的电路类型,根据(GB4943-2001) 确定最经济的绝缘类型;
承认书查检表:在设计、测试、生产过程中进行严格的控制,主要对电磁元件内部使用的所有参与绝缘功能的绝缘材料;
设计更改的控制:对于绝缘隔离的变压器、电感类器件,这些磁性元件本身满足基本绝缘、附加绝缘、加强绝缘,这些磁性元件的组成材料和结构需要严格的控制,而且不允许随意变更。
除变压器外,还需对骨架、胶带、挡带、套管、漆包线、浸漆、灌封物等进行控制。
天邦达主要做储能的直流侧方面电池管理和配套电源产品,该储能方案需要用到比较多的是隔离变压器。隔离包括通讯隔离和电源隔离。
邵磊说道:“现在磁隔离用的相对比较多。仅仅是BMS直流侧,还不算电源、逆变器这一块,可能就用到十几个变压器。如果储能系统用主动均衡方案的话,应该需要用到接近100个变压器。”
天邦达的储能产品方案中,BMS需要自己搭配辅助电源,或者是小型的隔离变压器。而储能PCS需要用到标准化模块,如一个100kW的PCS里面就有电感、变压器,因为PCS里面还要做交直流的转换,这种功率就比较大,一个储能系统需要用到一个或两个电感变压器。
2000V储能系统成趋势
十五年前,600V 的系统电压是组件的主流产品。五年前至今,1500V 的系统电压成为了储能产业的系统电压标准。随着储能技术、材料技术的不断创新以及电池的效率、材料的绝缘等级、制造工业技术都有了突飞猛进,让更高的储能系统高电压成为可能。
▲光伏储能
2000V及以上安规器件主要应用于高压、高功率的电力电子设备中,如高压变频驱动器、太阳能逆变器、新能源储能等领域。
目前,2000V及以上储能安规器件的发展主要集中在以下几个方面:
材料研究:多晶硅、氮化硅等新材料的应用,以提高器件的开关速度、抗击穿能力和导通特性;
结构优化:如增加JBS(约束区耗尽型结)工艺,减少掺杂,增加结构电场均匀性等措施以提高器件的可靠性和安全性;
封装技术:采用全塑封和全鼓形封装的技术,以提高器件的抗湿敏性和抗震动能力。
邵磊表示,储能电压将从1500V提升到2000V,储能系统中关键部件的绝缘耐压水平需要提高,因此2000V储能电压等级将会是电站系统中各关键构件的一个新的挑战,对器件的耐压等级、绝缘强度提出了更高的要求。
此外,高电压组串设计及材料的选型提出更高的技术要求。需要通过提升系统电气间隙、爬电距离等安规性能,以及提升线缆绝缘耐压特性。邵磊说道:“现在电子变压器、电感器的耐压等级我们最高要求是能做到6400V DC。”
记者了解到,越来越多整机企业开始在大功率应用中使用膜包压方线。因为相比普通膜包线,膜包压方线可有效缩小电子变压器、电感器的体积,50%重叠率可以实现5000V耐压,电压的稳定性取得明显改善。
目前,市面上已经有一些厂家推出了2000V安规器件, 如ABB、Infineon、ST、 Mitsubishi及国内头部厂家。未来,随着新材料、新工艺 和新封装技术的不断应用,2000V及以上的安规器件将具备更高的可靠性和性价比,以推动储能新能源迈向更高的电压等级而铺路。
结语
建设储能不仅可以实现峰谷套利,还可以平抑电网供需波动,储能已成为众多资本竞相布局的市场。
当下,1500V的高压储能是主流,并且延续向更高电压演进的态势。高电压储能能够在一定程度上减少损耗和降低成本,储能市场前景广阔。
不过储能在目前仍需克服一些技术难题,例如,如何提高储能效率、确保储能的安全性和可靠性都是当前储能产业链企业面临的重要问题。就电子变压器、电感器而言,对材料的选型、变压器工业设计也都提出了要求,还需要提高爬电距离、安全间隙和耐压等级,确保绝缘性强,耐电压等级高。
我们也期待在储能行业快速发展的过程中,电子变压器、电感器企业在提高自身产品性能的同时,也能够加强与储能企业的沟通,通过不断优化电感变压器的设计,以满足储能市场的需求,实现各方共赢的局面。
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市场解读MARKET INTERPRETATION
800V与SiC 电机驱动多合一趋势下磁元件有何难点
2023年11月24日,2023’(第三届)中国电子热点解决方案创新峰会(以下简称“电子峰会”)落下帷幕。
本届电子峰会以“聚焦新能源,蓄势谋新篇”为主题,众多行业大咖聚焦800V高压超充&光储逆变器技术创新论坛、锂电BMS技术创新论坛、数字电源& 5G基站电源技术创新论坛三大热门主题开展前沿探讨与技术分享,本文节选自亿率动力产品副总裁唐志《持续创新的充电与驱动技术助力电动车快速发展》和小鹏汽车功率电子总监陈皓《高性能800V碳化硅逆变器开发》相关主题演讲及采访,共同探讨电机驱动控制器未来发展趋势及对磁元件的要求。
首先,我们先简单看两款亿率动力提到的多合一电机驱动控制器~
产品一:双逆变多合一电机驱动控制器
电机驱动、直流充电、交流充电三合一电机驱动控制器,采用双逆变器+开绕组电机,在现有400V核心零部件的条件下,实现800V高压的动力输出和大功率高压快充,并具备双向OBC,可靠性高且成本低,目前已完成初步台架测试,正与主机厂进行装机联调。
双逆变多合一电机驱动控制器,图片来源:亿率动力
亿率动力这款三合一电机驱动控制器设计思路是由两个400V 电池包对两个逆变器进行供电,驱动开绕组电机,双逆变器带来的好处就是可以不用SiC器件,采用普通 650 V/700 V的IGBT模块即可搭建800 V系统,在现有系统中小幅改动即可实现 800 V高压动力输出和大功率高压快充,同时舍弃了传统的隔离OBC,采用AC Changing Port减少元器件用量,缩小产品体积,从而节省整体系统成本。
目前,SiC器件,尤其是SiC模块成本较高,而这款三合一电机驱动控制器设计方案的另一特点就是利用电机绕组(电感)和两个逆变器搭载等效Boost电路,实现电池串联800V充电,不像市面上多数方案要额外增加一个Boost电路,实现了低成本、结构更简化的800V兼容400V方案。而如果不需要V2G,单向OBC则可用二极管取代IGBT功率模块,成本将进一步降低。
没错,它跟比亚迪的驱动复用升压充电其实使用的是相同的配方。
产品二:深度集成四合一电机驱动控制器
MCU、OBC、DCDC 和 PDU 四合一电机驱动控制器,实现了四个功能单元的深度集成,高功率密度、高效率、高可靠性和超低成本的特点。
四合一电机驱动控制器,图片来源:亿率动力
与目前市面上四合一电机驱动控制器仅从MCU、OBC、DCDC 和 PDU 这四个功能进行物理集成不同的是,亿率动力对这四个功能模块进行了共板设计,从电路和拓扑层面实现功率的集成。
四合一电机驱动控制器系统框图,图片来源:亿率动力
笔者认为,这应该算是这款电机驱动控制器产品最具特色的地方。若按照集成度进行划分,电机驱动控制器系统集成可以分为独立产品、部件级整合、控制级整合、功率级整合四个阶段,目前大多数厂商的系统集成方案主要处于第二、第三阶段的控制级系统集成。第四阶段功率级整合是在拓扑电路层面复用部分功率器件和磁性元件,技术难度较大,行业内具备功率级整合技术并实现产业化的厂商较少。
四合一电机驱动控制器OBC技术方案
相比于传统方案,这个电机驱动控制器的OBC不一样的地方在于将原有的MCU(控制器)、OBC、DCDC和PDU四个控制板集成到一块板上,从功率和电路拓扑层面进行集成。好处是可以大大节省元器件使用量,一个最简单的例子便是各个输出端口的滤波器可以省掉,挑战则在于PCB Layout时要考虑不同的部件、不同的功能需要不同的工作模式和状态,需要确保把它放在一起后互不干扰,对设计能力要求高。
根据亿率动力产品副总裁唐志介绍,“这款电机驱动控制器产品在设计之初就开始从这几个部件的电路拓扑和控制进行分析,哪些东西可以集成,哪些东西可以省掉,我们把这四个部件打散后重新整合,从拓扑到控制到整个电机驱动控制器产品进行重新设计,最终实现产品体积减少了 2/3,重量减轻50%以上,成本也大幅降低,最高效率在 98% 以上。”
此外,这四个部件共用同一个DSP(传统方案仅OBC 就要用两个DSP),OBC则采用了全SiC解决方案(SiC单管器件)。
四合一电机驱动控制器DCDC技术方案,图片来源:亿率动力
DCDC这种两级的技术方案目前似乎很少厂商用?据唐志介绍亿率动力是第一个吃螃蟹的人,好处也是显而易见的。DCDC 的一大设计难点就是如何把效率做得更高、体积做得更小,因为DCDC电压低(14 V),输出电流大,以1.5 kW的DCDC为例,输出电流已经到了 100 安,还要考虑 20% 的过载能力,那就是 130 多A,而一些乘用车的DCDC功率已经去到到4-5 kW,输出电流几百A,目前常用的全桥逆变器方案,仅副边电感体积就不小,有电感以后同步整流管的选型,耐压要求也会比较高,至少要 100 V左右的同步整流管,限制了 DCDC 往大功率走。
这种两级拓扑实现DCDC 高压转低压,其好处就是调压是在第一级Buck电路,第二级不调压,Buck电路的输出就是第二级的输入,输入输出基本是稳定的,SiC器件可以让这个Buck电路的电压和频率提高,效率也更高,很容易解决电感的体积问题。
四合一电机驱动控制器相关技术指标,图片来源:亿率动力
综合来看,这个电机驱动控制器产品变压器体积更小,只有2个同步整流管(60V以下)+1个防反MOS,实现 PCB 同频输出,相比于传统的全桥方案通态损耗更小,可靠性更高,整个DCDC的电路拓扑方案优化起来相对简单。唐志也透露这款电机驱动控制器产品的实测效果,“从我们的测试结果来看,副边管压力非常小,可靠性得到了很大的提升。”
从上述的两款电机驱动控制器产品以及小鹏汽车功率电子总监陈皓的演讲和相关采访中,我们认为有几个趋势是值得磁元件企业关注的:
趋势一:多合一逐步进入功率级集成
从电机驱动控制器技术发展趋势看,目前电系统多合一已成为行业发展共识,系统性能和成本控制成为不同集成方案考虑的核心因素。
如果从电机驱动控制器体积角度看,其实目前磁性元件企业已经做得不错,也能够满足整车厂的要求,比如陈皓就曾提到,目前OBC与DCDC二合一基本已做成标准件,在SiC器件没有普及的前提下能够将体积控制在 2.6 -2.7 L,重量在6 kg以内。
但若从电机驱动控制器成本角度看,未来势必将进一步优化。前文我们也曾提到过目前能够实现功率级整合的厂商相对较少,但毕竟还是有厂商具备这个能力的,而且我们有理由相信未来随着成本压力的增大,将倒逼更多系统商和整车厂进行功率级整合。毕竟省掉的元器件能够带来肉眼可见的降本效果,比如今年3月份曾有整车厂降价高达9万元,而年底的降价潮已由比亚迪率先开启。
进入功率级集成,对磁元件企业而言,存在着不小的挑战:复用部分电路,磁元件需要整合更多功能,需要应对更复杂的工况,虽说单品价值量会更高,但这对磁元件企业而言挑战更大,更考验磁元件企业的设计能力,比如比亚迪的油电混合主驱上用到的那颗升压电感,就一度难住了不少磁元件企业。
尤其是未来新能源汽车更智能化、自动驾驶级别更高后,还将新增加更多的功能。
趋势二:SiC器件单管将率先在小三电系统普及
从产品角度看,SiC单管将率先在小三电系统的OBC、DCDC等场景开始普及。唐志在演讲中提到说,“尽管目前 3.3 kW的 OBC 很少用SiC器件,大家都觉得使用 6.6 kW的才有经济价值, 但是我们发现用了SiC器件以后,改变拓扑充分利用SiC器件耐压等级高的特点,可以省掉很多元器件,比如在后级摒弃传统的LLC电路(前文提到的四合一电机驱动控制器),改用谐振电路,由于采用了SiC器件,可以把频率做得很高,变压器体积做得很小,而且整个谐振电路效率也更高。3.3 kW的OBC 用SiC器件以后整体成本反而降低了,可以把OBC 的体积、重量、成本优化得更好。”唐志还表示,“这种SiC单管器件,国产供应商已实现批量供货,价格也已经比较亲民。我们测试了几家国内供应商,还不错,跟国外基本上同一个水平了。”
小鹏汽车功率电子总监陈皓也表示,“目前在一些对晶圆面积要求没那么大的部件,比如OBC,国内已有很多SiC器件批量性上车案例,主驱逆变器也有部分量产应用,但不多。”小鹏汽车在2022年推出了首款搭载SiC解决方案的 800 V车型G9,2023 年又相继推出G6、X9等车型,其他如上汽、吉利等车厂也陆陆续续推出了800V车型,陈皓还提到,“接下来,小鹏汽车全系车型基本上都会采用 800 V的SiC解决方案(全800V架构)。”
SiC器件的应用对磁元件而言影响最大的就是高频损耗。唐志并没有提到采用SiC器件的多合一电机驱动控制器工作频率,不过我们从在采访陈皓的过程中了解到,目前业界普遍的频率大致分几段,OBC 前端的 PFC 一般是60-80 kHz,OBC 的频率一般150- 200 kHz的变频,业界能够做到的最高频率是500-700 kHz,但目前国内厂商一般能做到这个频率的很少。
500 kHz已进入高频范畴,剩余损耗将急剧增加,极大影响磁元件的应用。
国内磁性材料权威专家、磁技术专业委员会副主任委员、浙江工业大学车声雷教授表示,损耗是随频率升高而升高的,但不是比例关系,尤其是到了高频(例如500kHz以上),基本上是一个2次以上、甚至3次以上的函数关系,频率越高,曲线越陡,也就是说频率升高引起的损耗增加越剧烈。
但高频化是收益最好、性价比最高的一个方向。
目前已有越来越多的企业开始加大力度开发更高频率的磁材,陈皓还特意提到,本届峰会已看到有不同的磁材适用500- 700 kHz甚至1 MHz以上的频率。此外,除了选用更高频率的磁材,线圈的选用和设计也至关重要,比如采用利兹线圈。
越来越多企业也意识到线圈的重要性,并开始推出新的产品解决方案——膜包压方线(即在利兹线生产工艺上再增加一道压方工艺,将其压成扁线)。本届峰会期间,骅鹰优霸、大润科技、开联、万宝等线材企业都有展出膜包压方线产品。
趋势三:元器件厂商对话整车厂几率增加
从供应链角度看,相比于传统汽车供应链,元器件厂商直接对话整车厂的概率更大。英飞凌汽车部门总裁Peter Schiefer近期受访时表示,车企与半导体厂商直接谈判、签订长期合同的情况在增加。
一方面,是因为SiC器件目前产能紧俏,为保障供应链的稳定,众多车厂开始直接跳过Tier 1 与元器件企业签订长期供货协议。陈皓是这样跟我们形容的:“目前英飞凌、安森美、ST、罗姆等国际主流厂商的SiC市场销量非常火爆,产能基本上已经被预定到了 2026 年。除了跟国际大厂签订绑定协议外,我们也积极寻找国内的SiC供应商。”
另一方面,更深层的原因则是新能源汽车打碎、重铸了传统燃油车供应链,整车厂“我全都要的”现象似乎越来越明显。以电机驱动控制器为例,仅比亚迪(弗迪动力)与特斯拉两家市场份额占比就接近四成,众多造车新势力也纷纷下场自研。
2023年1-8月年电机驱动控制器装机量情况,数据来源:NE时代
结语
不管是更高级别的功率集成、SiC的应用,亦或是直接对话整车厂,其实最核心的就在于磁元件企业深度配合的研发设计配套能力,性能只是一个最终指标,实现这一指标的过程,同样也是整机企业所看重的。
未来,随着新能源汽车渗透率的提高,对磁元件的需求量也将更大,且随着新能源汽车功能的复杂化、自动驾驶的升级,未来单颗磁元件的价值量也将更高,我们也期待在新能源汽车行业快速发展的过程中,磁元件企业能够抓住机遇,培养出能够与整机企业乃至整车厂相匹配的磁元件设计能力。
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市场解读MARKET INTERPRETATION
从快充上看,GaN为电感变压器带来了哪些新考验?
在快节奏的社会当中,“快”自然也成为了消费者选择产品的标准。面对“出门手机就没电”的“定律”,越来越快的充电效率也成为了消费者的追求。
从5W到240W,如今,“充电五分钟,通话两小时”已不再望尘莫及。根据“观研天下”数据,2022 年全球快充充电器市场规模达到 27.43 亿美元,占有线充电器市场的 24.00%。快充,正在以极快的速度占据有线充电市场。
本期《市场解读》,我们邀请了海光电子技术部总监吴新胜、经纬达副总经理汪洪伟、德珑磁电销售负责人张相阳一起探讨快充充电器未来的发展趋势,以及第三代半导体对电感变压器带来的影响。
GaN成快充充电器“宠儿”
在充电容量提升和充电速率加快中选择,脱颖而出的为什么是快充?
因为受限于电池本身物理特性及电子设备机身大小等因素的限制,电池容量短期内难以迅速提升,提高充电效率便成为解决续航性能的不二途径。
而在各式各样的快充充电器之中,“GaN”这三个字近日越来越遭遇到消费者的青睐。GaN快充充电器是一种基于GaN功率器件的新型快充充电器,GaN功率器件可以实现更高的功率密度和转换效率,从而缩小充电器的体积和重量,并提高充电速度和安全性。
记者了解到,自2018年ANKER发布了全球首款USB PD GaN充电器PowerPort Atom PD1以来,GaN目前已经在高端充电器上全面铺开。相关数据显示,GaN快充充电器渗透率从2021年的20%上升到今年的40%左右。从市场规模上看,2022年中国GaN充电器市场规模达到21.3亿元,同比增长215%。
即便按照目前市场上的“内卷”程度,GaN快充充电器仍有很大的发展空间。
据《磁性元件与电源》记者不完全统计,截至目前,已有超百家电源厂商推出了GaN快充充电器产品,输出功率范围覆盖30W到上百W。
记者从多方了解到,65W为目前市场上最为普及的GaN快充充电器功率,甚至已成为中高档手机充电的入门级标配。
从近两年各电源厂商发布的新品来看,GaN快充充电器的主流功率已上升至80W-120W,最高功率可达240W。例如,今年二月份realme发布的机型,其原装充电器号称手机闪充进入读秒时代,该手机能实现240W的满级秒充,做到“充电 30 秒,通话两小时”。要知道,2021年,USB-IF协会公布了全新的USB-C标准,才将最大充电功率从100W增加到了240W,这已经是目前为快充充电器产品输出功率设置的最高上限。
快充充电器 图源:Realme官网
电感变压器难题何在?
俗语云“牵一发而动全身”,GaN的出现,也影响着电感变压器等充电器中元器件的应用。通常来讲,充电器输出功率的增加,充电器的体积也要相应扩大。然而,目前我们看到的是,快充充电器比我们设想的要小、要薄。
这是因为与普通半导体的硅材料相比,GaN的带隙更宽且导热好,能够匹配体积更小的变压器和大功率电感。尤其是变压器,它的形状很大程度上决定了充电器外观的设计。
海光电子技术部总监吴新胜向记者介绍道,快充充电器就是一个小型开关电源(充电器),一般是LLC和反激拓扑,磁元件包括主变压器、共模电感、差模电感各1个,还有功率电感。
由于需要契合快充充电器轻薄的特点,高功率密度、易散热的平板变压器也被广泛应用于快充充电器当中。此外,由于平板变压器是由PCB板制造,因此它也可以起到电路板的作用,焊接元件,增大PCB可用面积。
不过,随着功率的不断提升,电感变压器不仅仅停留在种类的选择上。“内置GaN芯片的使用,快充充电器拥有小体积、高性能、协议多、节能高达40%等的特点,对电感变压器的集成要求越来越高,甚至为了集成把电子元器件也集成到变压器上来改变成品的体积和生产的自动化效率。所以今后快充充电器对扁平变压器的集成使用会越来越广,对电感变压器厂家的自动化要求会越来越高,将来变压器将通过不同路径与电子元器件集成,也会给电感变压器厂家带来新的挑战。”吴新胜表示。
目前,海光电子已经大批量供货给华为44W/66W快充充电器用变压器,并在产品自动化上加大研发投入,已经拥有两条全自动生产的产线。
此外,由GaN带来的高频难题也是对快充充电器中电感变压器的考验。
作为行业内已经大范围为快充充电器厂商提供变压器产品的企业,经纬达所生产的平板变压器已广泛用于快充充电器,功率范围涵盖65W到150W。客户包括oppo、vivo、荣耀、华为四家等手机厂商和奥海、赛尔康等电源厂商,年产值在2亿左右。对于GaN应用到快充后续带来的变化,经纬达副总经理汪洪伟表示:“电感变压器没有太明显的本质上的区别,但高频化之后,电感变压器对应的也要去解决器件的涡流损耗,也就是我们通常说的铁损。”
吴新胜也表示,目前GaN快充充电器的工作频率300KHz,随着快充充电器开关频率的提高和尺寸变小,对变压器磁芯的选型非常重要。
此前,vivo电源专家李达寰在Big-Bit举办的电子峰会中就谈到,“磁性材料是高频方案解决的瓶颈”。根据记者的了解,目前有电感变压器企业也正在往高频方向研发,希望能够提供更好的解决方案。可以预见的是,随着GaN等第三代半导体的应用,高频将成为电感变压器厂商未来普遍关注的焦点。
除却技术问题之外,成本是GaN快充充电器推广的另一大难题。吴新胜指出,GaN方案的缺点就是成本高,即整体的成本比常规硅功率器件方案要高。
不过,单从磁元件的成本来看,德珑销售负责人张相阳则表示,由于快充中扁线类、平板变压器的应用较多,一旦实现自动化和规模化,成本就会下降,估计10%左右。
而随着GaN快充充电器的普及,价格站一旦打响之后,若GaN快充充电器整体成本保持不变,如何争取更大的利润空间也值得电感变压器厂商去思考。
统一是大势所趋?
值得一提的是,无论是GaN的应用还是iPhone的充电接口改为Type-C接口,环保都将是其未来发展趋势的考量因素,而这就要考虑到兼容性的问题上。
目前,市场的快充协议众多,各个手机品牌快充之间互不相容,协议互不开放。具体来看,行业按照通用性将快充协议分为“共有快充协议”和“私有快充协议”,各种协议所采用的快充技术手段也不尽相同。公有协议包括USB-IF协会的USB-PD(Power Delivery)、高通的QC协议(Qualcomm Quick Charge)、联发科的PE协议(Pump Express)。近年来。各手机厂商均推出了自家的私有协议。其中便有OPPO的VOOC闪充、华为的FCP(Fast Charger Protocol)和SCP(Super Charge Protocol)等。
尽管看似每种协议都能实现快充功能,且一种充电器也能兼容不同的协议,但要实现更快的充电速度,同一品牌的手机和充电器显然更容易实现,如上文提到的realme的240W快充充电器,就仅支持65W通用PD快充。
近几年关于充电协议的统一,虽然外界猜测不断,但所谓的最终协议统一仍然艰难。在2021年12月,由信通院、华为、vivo、小米、OPPO牵头,联合多家终端、芯片企业和产业界伙伴共同完成融合快充协议——UFCS。该协议也在不断推进当中,支持功率也有所提升,但要与私有协议达到“旗鼓相当”的效果,还得看后续各厂商的协商情况。
协议上的统一暂且还未得出具体答案,但就目前市面上层出不断的新品来看,越来越多的接口也是另一种程度上的“统一”。由于支持的功率范围扩大,除了智能手机之外,还有很多其他的电子设备也可以使用快充技术,如平板电脑、笔记本电脑、耳机、手表等。这些设备可以通过USB-C接口或无线充电方式实现快速充电,提高用户的便利性和效率。
在采访过程中,上述厂商代表均提到了兼容性、多接口的趋势。张相阳表示,兼容越多、功率越大,对磁元件的频率段、峰值、散热等都会有新的要求。
不过,出于充电器与消费者需求联系紧密的考虑,汪洪伟也表示,若各种协议、技术统一之后,快充充电器的设计和元器件的客制化程度都将得到提高。
“因此,我们要学会柔性生产,这也是经纬达正在努力做的,”汪洪伟说,“从现在快充充电器消费市场上看,一是减少使用,二是厂商不再免费提供,那未来更多的电源厂商会直接销售产品,这意味着再快充充电器的设计上会更加个性化。面对各种各样的需求的时候,对我们来说就要去考虑稳定性的问题,所以柔性设计、柔性生产都会成为新的思路。”
结语
在GaN快充问世的前两年,许多人还处在观望状态,然而再经过两年之后,GaN在快充上的应用已经愈发成熟,并席卷快充市场。GaN等第三代半导体的出现,为各相关领域带来了突破性的进展。伴随其在5G通信基站和消费电子业务的确定性增长,待技术进一步更新之后,GaN将在未来几年内在高功率电源、新能源汽车、数据中心等领域大范围应用。
而从GaN在快充充电器方面的应用情况我们也能窥见其对变压电感变压器的影响,比如高频的技术难题,快充协议统一带来的挑战、后续进行柔性生产的必要性,从而映射到其他正在萌芽的领域当中,希望能为电感变压器企业后续的布局带来一些启示。
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市占率30%!回天的工商储用胶材有何优势?
2023年是国内工商业储能的元年,也是工商业储能市场爆发的一年。机构高工产研(GGII)预计,今年全年工商业储能出货量将达8GWh,同比增长300%。
工商业储能市场前景大好的同时也给产业链上下游企业带来了更多利好。《磁性元件与电源》记者了解到,胶粘剂在工商业储能中发挥着至关重要的作用,如同建筑物的钢筋铁骨一样,为设备提供稳固的结构和支撑,使其能够承受各种外部压力和冲击。此外,胶粘剂还可以像绝缘体一样,保护储能设备的电路和元器件不受外界环境的影响,避免电流泄漏。
而回天新材集团已拥有46年的发展历史,是中国胶粘新材行业历史最悠久、品类最丰富的企业之一,是名副其实的胶粘剂行业中的代表企业。为此,记者特意联系了回天新材集团下属子公司——广州回天新材料有限公司的市场总监张浩军,与其达成专访意向。
就工商业储能用胶材方面,张浩军与记者分享了回天的产品优势与生产工艺。
01 适应市场趋势,推出工商业储能用环保胶材
回天有全系列的胶材产品,如硅橡胶领域的三防漆、UV领域的三防漆。
据张浩军介绍,回天在工商业储能领域主要用到两种胶材,一是具有导热作用的结构胶,用于电池跟底层板子之间的粘接;二是用于电池管理(BMS)部分的三防漆。
随着我国环保意识的日益提高以及环保法规的日趋完善,循环经济和绿色产业的国策逐渐深入人心,绿色环保已成为行业技术发展的主流,对胶材及胶材粘接过程的效率和环境污染防控也提出了越来越高的要求。
回天环保类型的胶材主要是三防漆,其中低气味聚氨酯类三防漆,使用环保型溶剂替代传统芳烃类、酯类、醇类溶剂,用于电子电路板、PCBA 板防护,保护 PCBA 板上的电子元器件在恶劣环境中可以正常工作。而UV 快速固化三防漆,替代溶剂型三防漆,经济、环保,用于电子电路板、PCBA 板防护,保护 PCBA 板上的电子元器件在恶劣环境中可以正常工作,延长各种元器件的使用寿命。
除了三防漆,UV系胶也越来越多地应用于工商业储能中。UV系胶能极大地提高生产效率,如传统的聚氨酯体系胶材,需要通过加热把它烘干,10分钟之后才能进行下一道工序,而UV系胶只需要10秒之内就可以进行下一道工序。另外,UV系胶不含溶剂,挥发性有机化合物(VOC)的排放会小很多,更有利于环保。
值得一提的是,回天的工商业储能用胶材与新能源车用胶材属同一款产品,因此具有优异的抗震特性,可以避免在搬运过程中导致胶材开裂的情况。“一般来说,胶材的抗震性以1.0w-1.5w为主,目前我们的胶材可以做到2.0W-2.5W,”张浩军说道。
▲回天工商业储能用胶材,供图:回天
02 自动化产线使得产品良品率达到100%
致力于提高生产线的自动化、信息化和智能化水平,回天在湖北和广州两地的工厂均设有自动化产线。
湖北生产基地还拥有智能化的生产线,该生产线在湖北的聚氨酯领域具有领先优势。据张浩军介绍,这个智能化的生产线具备高度的自动化和信息化水平,能够实现精准控制和高效生产。此外,该生产线还和国内知名大企合作,引入了先进的生产管理软件和信息技术,实现了生产过程的全面数字化和可视化。“UV系胶可以保证每批原材料的可控,在加料过程中所有的程序都可以IT化和信息化,保证了产品性能的稳定,可以通过更少的竞价达到客户的需求。”
其次,回天还在广州建立了一个粉体支处理体系,该体系通过引入先进的粉体处理技术和设备,能够根据客户的需求进行定制化生产。张浩军补充道:“比如聚氨酯体系的溶剂取完了之后,可以自己做导入粉体的感性,能够更好地满足客户的工艺要求,并提高了产品的流动性。”
自动化、智能化的生产线成功帮助回天有效地提高了产品的良品率,从而更好地降低成本。“我们的良品率如果按照交付给客户算的话,可以达到100%。”
结语
尽管越来越多的竞争者涌入工商业储能的赛道当中,但张浩军仍然对工商业储能市场持看好态度。目前,回天在工商业储能领域胶材的产量大概在每月100吨左右,后续产量也会逐步增长,他表示:“我们算工商业储能胶材领域头部的供应商,市占率达到30%。”
随着工商业储能出货量的不断增长,回天在该领域的投入也给其带来了巨大的增长空间,发展前景向好。
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高压稳定难题 膜包压方线是答案?
11月14日,中汽协发布了10月汽车产销数据,新能源汽车产销分别达到98.9万辆和95.6万辆,环比分别增长12.5%和5.7%,同比分别增长29.2%和33.5%,市场占有率达到33.5%。1-10月,新能源汽车产销累计完成735.2万辆和728万辆,同比分别增长33.9%和37.8%,新能源汽车市场依旧保持着高速发展态势,市场占有率已达到30.4%。
不过,在新能源汽车市场快速发展中,迫切需要解决的问题之一就是磁性元件绕组膜包线的高电压稳定性,尤其是充电桩模块电源功率越来越高(目前已有40kW功率模块),加上第三代半导体器件在新能源汽车领域渗透率不断提高,这一问题也越来越突出。
为了解决车载磁性元件绕组的高电压稳定性问题,越来越多新能源汽车厂商开始着眼于新型线材。据了解,目前已有部分厂商开始在OBC、充电桩中采用一种新型绝缘线——膜包压方线。
性能优异 膜包压方线脱颖而出
从单根铜线到扁线,再到多股绞合线,在新能源汽车发展历程中线材也经历了多轮变革,而最近又出现了一种全新的线材结构——膜包压方线。
膜包压方线是通过成品膜包线挤膜压方而成,其结构外层是高温胶带,内层是多芯漆包线或是成品铁氟龙绝缘线,耐温特性比其他常规膜包线要高很多。
膜包压方线结构截面图,图片源自骅鹰优霸
对于新能源汽车而言,单个零配件的尺寸越小,其他配件的尺寸空间也就会越大,尤其是新能源汽车节省了传统燃油车发动机与底盘成本,增加了更多功能性体验后,内部的电子元器件数量越来越多,加上新能源汽车三电系统“多合一”发展趋势,未来对空间的要求势必越来越苛刻。
作为众多元器件中的“大个子”,如果能够有效减小磁性元件的体积,意味着更加灵活的空间配置。而膜包压方线由于更低高度、更小体积、高散热、更高功率的优势,越来越受到工程师的青睐。
凭着在线材领域多年的积累,对技术的专注和极致追求,惠州市骅鹰电子科技有限公司(下称“骅鹰优霸”)敏锐地洞察到这一产品发展趋势,并提前布局研发,目前骅鹰优霸已成为国内少数几家具备膜包压方线生产能力的线材厂商之一,其生产的膜包压方线已成功导入到多家新能源汽车、逆变器企业的产品中。
据骅鹰优霸研发工程总监王全介绍,通过对膜包压方线性能的测试,骅鹰优霸膜包压方线主要有以下三大优势:
体积减小20%。相比于常规的多股绞合线和膜包线,膜包压方线在原有生产工序上新增加了压方工序,各股线间隙更小,整线密度更高,相同股数下膜包压方线线径可减小50%。
功率提升20%。由于密度更高,相比于常规膜包线,相同体积下膜包压方线功率可提升20%。
耐温提升20℃。同截面下,膜包压方线比常规模包线有更大的表面积,可有效降低集肤效应,减少高频电流损耗;而相同的绕线空间内,膜包压方线又可有效提升线圈槽满率和空间容积率,大幅降低电阻,通过更大的电流来提升Q值,从而更能适应高频传导、高电流负载工作,整体耐温可提高20℃。
膜包压方线生产过程,图片源自骅鹰优霸
量产厂商凤毛麟角
任何新产品的开发,都绕不开技术难点,膜包压方线作为一种全新的线材产品,在研发的过程中同样面临不少技术难题,这也正是其性能虽好,但能实现生产的线材厂商却始终寥寥无几的原因。
王全表示,“膜包压方线主要存在回弹、断线、打钮这三个问题。我们通过不断的技术创新、工艺改进、设备改良等方式解决了以上难题,同时在相同的规格线材下解决了温升、降低了损耗的比例。目前骅鹰优霸膜包压方线的产能根本就不够用,基本没有存货,许多订做的客户都等着要发货。”
膜包压方线,图片源自骅鹰优霸
结语
目前扁线在新能源汽车电机的渗透率已超过40%,且大有席卷之势,膜包压方线同时兼具多股绞合线、扁线的优势,具有高功率、高散热、高耐温等特性,一经推出便受到了不少磁性元件和整机厂商的青睐。未来,膜包压方线是否会全面替代,在新能源汽车领域上实现普及?拭目以待。
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光储磁元件,“铭普方案”是怎样的呢?
2021年以来,发改委和能源局发布多份政策文件鼓励“新能源+储能”发展。据民生证券统计,从2021年至2023年初,约26个省份纷纷推出了鼓励新能源与储能相结合的政策。这些政策规定,光伏电站应配置储能设备,其规模占电站装机容量的5%至30%。
在这一背景下,光储市场发展迅速,其中作为“智慧大脑”的逆变器出货量也显著增长。IHShis Markit的预测显示,2021-2025年全球光伏逆变器的累计出货量预计接近1TW,累计市场规模约540亿美元。
得益于在能量传递和储存中所发挥的作用,小小的磁元件也摇身一变成为“主角”。记者了解到,磁元件占逆变器的整体成本15%以上,且逆变器功率越大,所需要的磁元件也越多。因此,光伏储能已经成为了磁元件生产企业所关注的重点。
作为较早进入光储领域的磁元件企业,如今,铭普光磁已用极具竞争力的磁元件产品赢得了市场广泛认可。据铭普光磁总经理黄少华介绍,公司在光伏储能应用的电感类产品在国内的份额接近10%,国外也已占有3%。
目前,磁元件企业铭普光磁在光储领域现有磁元件产品包括逆变变压器、PFC电感、滤波电感器、三相差模共模电感、逆变灌封电感,功率覆盖范围从3KW到225KW,是国内知名逆变器厂商的磁元件供应商。
磁元件作为非标产品,从设计到生产,每一环节都需要磁元件企业和客户积极配合。铭普光磁是如何高效地提供高端、高质的磁元件产品,成功帮助客户实现降本增效的呢?
根据记者与企业的交流,在设计方面,当前磁元件技术趋势是多器件磁集成组合(谐振电感+变压器+电流互感器)。该方案能够有效减小磁性元器件的体积、重量,减小电流纹波,降低损耗,获得更佳的电磁兼容效果,实现较高的功率密度,从而改善磁元件性能和器件成本。
而铭普光磁在多年前便已掌握了成熟的磁集成技术,并不断进行改进和升级。黄少华表示,通过磁集成设计,他们使得变压器体积减小了30%,功率密度提高50%。除此之外,他还向记者透露,铭普光磁正在利用仿真技术进行电磁场、应力结构、散热等方面的优化设计,提高磁元件产品可靠度和设计效率,帮助客户实现产品更优的性价比。
在设计和进入批量生产中间,检测验证也是极其重要一环。由于可以缩短磁元件产品的开发周期和减少成本,越来越多的磁元件企业愈发重视自有实验室的建设。铭普光磁自有独立的综合可靠性测试实验室变符合ISO/IEC17025要求,并已获得CNAS国家合格证书,可以快速完成新产品设计验证达到节约检测成本的目的。
生产方面,凭借多个生产基地和高度自动化的生产线,铭普光磁在保证磁元件产品稳定供应方面拥有显著的竞争优势。
据了解,铭普光磁在光伏储能应用上的电感类产能为100万颗/月,逆变变压器产能为60万个/月。其中,在现有逆变器变压器自动化生产基础上,公司正进一步扩展其自动化和智能制造领域的应用,满足客户品质和交付需求。
值得一提的是,为适应新的产业全球化的大趋势,早在四年前,磁元件企业铭普光磁就在越南建立了生产基地,使得公司能够利用越南的低劳动力成本、便利的贸易环境、优越的地理位置以及有利的政策环境,从而为公司在海外市场的拓展创造了有利条件。
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万宝推出800V高压快充用膜包压方线解决方案
在新能源汽车渗透率不断提升的背景下,充电速度成为掣肘新能源汽车企业发展的难题。
提升充电速度,缓解充电焦虑对于车企而言是占领市场的关键手段之一。新能源汽车800V高压快充平台的出现,便可以大幅提高充电功率、缩短充电时间,有效解决新能源汽车的续航问题。
为了赶上新能源汽车奔跑的快车道,线材作为新能源汽车的重要原材料,已由传统漆包线、三层绝缘线向膜包压方线方向演进。广州万宝电子材料有限公司就长期专注于生产绝缘线材,记者为此特意联系了他们的技术总监赵轩,来谈谈目前膜包压方线的市场情况。
01 更高的槽满率,更低的趋肤效应
膜包压方线是最近线材厂商常挂在嘴边的产品。
不同于传统的圆线,膜包压方线最大的特点就是它的形状是方形的。传统的圆线在绕线过程中容易鼓起来,如果绞线绞得不圆就会有凸点,线径的一致性就差。而方线的一致性就会高很多,因为不存在绞线过程中绞得不圆的情况。
赵轩表示:“如果用圆线做1000多股,误差会在±0.5之间,但是做压方的话,误差可能会降到±0.2之间,所以尺寸的一致性会大大提升。”
他进一步补充道:“膜包压方线的主要优势在于槽满率高,在绕骨架或者绕一些马达的时候,圆线总是有剩余空间,但是方线就可以保证线材挨得很紧密。其次,压方线和绞合线一样都是有气泡层的,所以对于高频下的电流降低趋肤效应也是有帮助的。”
由于膜包压方线的股数很多,基本上都是1000多股的,所以效率会很高。最初膜包压方线只是用在大功率的输送电力上,近几年已经慢慢地用在消费类、工业类的绕组线上。
而随着新能源汽车和充电桩的快速发展,膜包压方线也逐渐用在高频充电上,如用于充电桩模块电源。“我们的客户充电桩模块电源设计的有30kW、40kW、50kW,用膜包压方线可以提高充电效率。”
▲膜包压方线用于变压器中,供图:万宝
02 市场处于初步阶段,“最主要是优化工艺”
记者在与其他线材厂商沟通也了解到,膜包压方线替代三层绝缘线已成趋势,不过目前还未达到量产阶段。
据赵轩透露,万宝还没有大批量做膜包压方线,尚处在小批量试验阶段。究其原因,是市场还未成熟。目前终端企业使用的线材还是以圆线为主,现在慢慢改压方线,产品的测试周期也比较长,推广亦是一个漫长的过程。
“因为第一个敢吃螃蟹的人总是要去尝试的,”赵轩表示,目前很多线材厂商都有压方机的设备,但是真正做起量的还很少,“我们也要等客户去提升,客户也在一个摸索的过程中,他也不知道标准是什么。”
对于线材厂商而言,生产出合格的膜包压方线与设备息息相关。
赵轩说道:“之前的设备是两个轮压一个模具,压的定型性差,容易断线或者打扭。”如果设备存在缺陷,就会导致产品有安全隐患。
为了确保生产的产品合格且安全,在最开始拿到不良品时,万宝就不断跟设备厂商沟通反馈问题进行优化。“比如在绕线的过程中,发现有破皮的、断线的、扭曲的,或者是压的尺寸不够,定型性差等诸多问题,我们会跟设备厂商互相交流,然后不断进行试机,就是这样摸索过来的。”
万宝前前后后与设备厂商沟通了半年多时间,终于克服了上述设备存在的问题。目前,万宝的膜包压方线使用的设备较有优势,定型性好,也不容易断线,而且压的长宽比也可以做大。
▲膜包压方线,供图:万宝
除了设备问题,生产膜包压方线过程中成本也较高。
如果按米数计算,膜包压方线的报废率不是很高,但是按照重量来看,报废率就会比较高,0.1*1000的1000米的膜包压方线重达80公斤。赵轩解释道:“比如说生产一吨的膜包压方线,在连续生产的情况下,膜包压方线的报废率很低。而且现在还有一个问题,就是胶带的长度。胶带做的越长,报废率也就越低。”
不同于传统圆线自动化的生产,膜包压方线在生产过程中每次更换胶带就要重新调机,加剧了报废率高的风险,在操作过程中更多需要手动控制,对操作人员提出了更高要求。
据赵轩介绍:“我们的优势就是我们的线材生产体系较为完整,且我们的人员精简,员工工作积极性强,基本上都是一些老员工,生产经验很丰富。”
“其实原理很简单,最主要是工艺上的优化”,赵轩坦言道,“当设备和工艺都成熟的情况下,大家肯定都愿意去用。”
结语
小到几十股 ,大到几千股,不同的股数,频率和功率也会不同。如果应用场景是大功率充电桩或新能源汽车,那么需要使用到几千股的膜包压方线,这对线材厂商而言是个较大的挑战。
万宝背靠世界500强企业(广州工控),有着多年的生产绝缘线的经验,综合实力雄厚,多次获得广东省高新技术企业称号、专精特新企业称号。
目前膜包压方线虽处于小批量生产阶段,但我们相信,随着终端市场的不断成熟,万宝的膜包压方线将会迎来更加广阔的发展空间。
随着下游市场需求的上升,磁元件企业铭普光磁近几年来也在不断扩大磁元件产能。黄少华表示,随着越南、江西和河南等地生产基地的逐步扩产,公司未来在光伏储能领域的配套产能将提高25%,从而更好地满足市场需求并巩固其在磁元件行业中的领先地位。
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车载磁性元件将全面使用膜包压方线?
汽车发展了一百多年,其基本配置没有什么大的变化,都是四个轮子就能跑。然而新能源汽车的出现改变了这一现状,座椅加热、座椅通风、方向盘加热、座椅记忆、全景影像、网络模块、空气净化器,超大屏幕、语音识别系统、GPS定位等智能化功能越来越多,百万级豪车的功能在出现在售价仅一二十万的新能源汽车上已经越来越普遍,新能源汽车越来越像一部移动的手机。
不断叠加的功能,也对新能源汽车设计工程师提出了越来越苛刻的挑战,毕竟这些功能是需要众多的电子元器件与模块进行支撑,而车内的空间却是有限的。
为了有效减小体积,提升电气性能,越来越多新能源汽车整机企业开始在车在磁性元件产品中使用膜包压方线,因为相比于普通膜包线,膜包压方线可有效缩小磁性元件绕组10%的体积。
三大优势 助力膜包压方线“上车”
体积小、功率大。膜包压方线在原有生产工序上新增加了压方工序,各股线间隙更小,整线密度更高,相同股数下膜包压方线线径更小。
耐温高。膜包压方线比常规模包线有更大的表面积,可有效降低集肤效应,减少高频电流损耗。
易绕制。可有效提升线圈槽满率和空间容积率,更易于一体成型绕制。
深圳市大润科技有限公司(下称“大润科技”)经理李鑫在11月24日举行的2023’(第三届)中国电子热点解决方案创新峰会上就提到,目前光伏、储能和新能源汽车的OBC、DC/DC以及充电桩都已开始使用膜包压方线。
改进工艺 提升性能 膜包压方线出货量翻番
膜包压方线迎来了快速发展的空间和机遇,大润科技的产品也得到了市面上的广泛认可。
出货量翻倍增长。2023年8月,大润科技膜包压方线车间调试完毕,正式投入生产。李鑫介绍道:“目前大润科技膜包线车间共30台设备,膜包线产能200吨/月(含圆线和扁线),其中膜包压方线产能150吨/月。9 月份以来膜包压方线都是翻倍的递增,2023年截至目前出货量同比增加50%。”
大润科技膜包线生产车间
快速增长的出货量,离不开膜包压方线本身优异的性能,更加离不开大润科技对技术的创新突破、对工艺的精益求精。
采用先进的四轮压方工艺。目前能够量产膜包压方线的线材厂商不多,多以凹凸轮压方为主,这种生产工艺压出来的膜包压方线,电压一致性无法保证。为了解决这一痛点,大润科技率先该用四轮压方工艺,防止压制过程中挤破表面绝缘膜,电压的稳定性取得明显改善。
50%重叠率实现5000V耐压。前文提到到膜包压方线压制过程中之所以容易挤破表层绝缘膜,主要是这种线材每股细线(0.1mm线径甚至小)表层都有包裹绝缘层,想要防止挤破表层绝缘膜,只能通过改善工艺、提高重叠率等方法加以避免,但这就无法避免地会增加生产成本。大润科技巧妙地通过工艺和设备的改进,成功实现了50%重叠率即可满足整机客户5000V耐压的要求,相比于目前市面的主流工艺重叠率低5%,进一步降低生产成本。
标准有待完善 车载领域有望替代膜包线
不过作为一种新型线材产品,膜包压方线同样面临标准缺乏的问题。李鑫提到,“由于不像三层绝缘线、漆包线等标准化的成熟产品,膜包压方线目前没有国标,基本都以定制化为主,不同客户的产品基本无法通用,性能要求,甚至连应用领域都不一样,举个最简单的例子,储能工作频率基本是50- 100 kHz,而充电桩工作频率在 50- 300k Hz,膜包压方线功率、频率、耐压等性能要求完全不一样。”
这对于线材企业的生产管理能力提出了不小的挑战,单一客户订单金额小,而不同客户的产品却无法实现切换。
尽管面临着一定的难题,但是膜包压方线具备实现大功率、小体积的特点,对新能源汽车整机企业无疑极具吸引力,尤其是未来车上功能越来越多,充电功率越来越大,未来5-10年,膜包压方线有望在车载领域全面替代现有的膜包线。
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无线充电线材专家,开拓电动汽车无线充市场
在上月落幕的2023电子峰会上,华冶新材作为几家参展的代表性线材企业之一,吸引了众多参会者的目光。当天,华冶新材的展位前人头攒动、热闹非凡,工作人员热情地与各位前来咨询的参展人员进行讲解。
“无论是消费电子、汽车电子还是新能源领域,华冶均有所涉及。你看到的无线充电产品,无论是TDK、苹果还是比亚迪,都用了我们的线材。”华冶新材工作人员自豪地向Big-Bit资讯记者介绍。
据悉,湖北中科华冶新材料科技有限公司(简称“华冶”)依托于国内自粘性电磁线头部厂商之一的东莞市华冶线缆科技有限公司而创建,专业生产精细自粘型电磁线、耐高温电磁线、复合漆膜电磁线、LITZ 线材、自粘利兹丝包线、利兹膜包线等特种电磁线,可以提供圆形方形、矩形、扁平线、六边形等异形产品。
▲华冶线材展品
在当天活动的众多展品当中,一款粗线圈产品吸引了Big-Bit资讯记者的注意。据介绍,该产品为华冶为电动汽车无线充电专门设计,并已受到了客户的广泛认可。
蓄势汽车无线充电领域
如今,无线充电技术对大众而言,已不再是一件新鲜事,但提到电动汽车无线充电,很多人可能还觉得这是一个新鲜的概念。但华冶营销总监邓耀德向记者解释,其实电动汽车无线充电技术已经发展了十余年。目前,保时捷、宝马、通用、大众、沃尔沃、现代、红旗等汽车企业都在积极开发和推广相关技术。可以说,电动汽车无线充电技术已经进入了成熟阶段。
记者也了解到,近年来已经有相关支持无线充电技术的车型和方案发布。例如,2018年,宝马便已推出全球首款具备无线充电功能的量产车型。今年3月,上汽智己正式落地旗下首个11kW大功率整车智能无线充电方案。
值得一提的是,国内在电动汽车无线充方面尤为支持,政策利好持续释放。2020年4月,我国在全球率先发布电动汽车无线充电国家推荐性标准GB/T38775。自去年以来,多个有关充电基础设施建设的政策也指出,加强包括无线充电在内的新型充电技术研发。
相比有线充电,无线充电最突出的优势是方便。由于建设成本高、占地面积大、易受环境影响等因素,有线充电桩的建设速度一直难以跟上电动汽车的普及速度。“无线充可以埋在地底下,最大的好处就是不占地方。”邓耀德表示,“此外,对车主来说,不需要担心充电接口是否匹配、充电线是否损坏等问题。”
电动汽车无线充也是汽车智能化发展的部分。邓耀德为记者描述了自动泊车结合无线充电为一体的情景:当你开车到一个商场时,你只需在门口下车,车就能自动驶入你预定好的停车位,停车位检测到车辆信息后,就会自动开始为车辆充电,并计时扣费。
采访过程中,记者也就电动汽车无线充电的向邓耀德提出了目前市场上普遍存在的担忧,例如充电功率的问题。记者了解到,目前电动汽车充电功率在5-11kW,相对来说充电速度慢,在路上不能及时解决补能需求。邓耀德表示,现在无线充线材的功率可以做到30kW甚至更高。功率的高低取决于客户的电路设计、安全性要求和协议要求。
无线充电 “线”更重要
众所周知,无线充电虽说“无线”,但也更依赖于线。无线充电主要依托于两个线圈“隔空传电”。因此,收发线圈对提高系统的功率和效率具有重要意义。
“华冶做无线充电已经有13年的历史,我们一直跟着全球的头部企业进行材料验证、制程验证和方向性验证,积累了很多优势。我们不仅提供线材,还会参与客户的线圈研发和性能优化,包括第一时间发现和纠正制程风险。”邓耀德说。
得益于多年在无线充电市场的探索,目前,华冶已经服务于全球新能源车头部品牌的供应链体系内,并且在车载动力充电领域提供了多年的研发与服务。
相比于传统产品无线充电,电动汽车无线充电对线材的要求更高。一方面是柔软度。在装配时,线材需要不大不小地卡在线槽里以方便放置;另一方面是耐受性,也就是说线材要能承受高温、低温、高湿等恶劣环境的影响。“尤其是抗针孔能力,” 邓耀德进一步解释,“针孔就是漆包线表面的缺陷,是一个微小的点,它和外边有导通的迹象,假使两根线的两个针孔对在一起,就会出现漏压短路。”
此外,用于电动汽车无线充电的线材股数、绞合次数也需要更多,这会增加线材的拉伸和摩擦,也会影响线圈的电性,如Q值和ACR值,进而影响充电的稳定性。
据了解,华冶用于电动汽车无线充电的产品采用华冶独特的尼龙热熔丝包线。通过不断对包丝工艺、烘烤定型工艺进行优化改良,线材丝层分布均匀,尺寸均匀稳定,在使用过程中绕线良率高,线圈粘接力强,硬度高,且易脱模。
目前,华冶的无线充电产品仍在不断优化制程,提高性能和稳定性,为市场的开拓和竞争做好准备。后续,华冶还将投入500万,增加配套的设备,扩大产能,满足后续的市场需求。
▲华冶电动汽车无线充用线材
邓耀德表示,目前全球头部企业提出来的明确计划,无线充电产品在2024年将初步投入商用。“各个品牌之间的协议互通之后,一旦投入商用,将会形成百亿级甚至千亿级的市场。届时,对线材的需求也将剧增,届时,无线充电线圈产能年复合增长率会超过50%。”
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软磁粉芯领域全国前三,瑞德的创新力从哪来?
近年来,随着电子制造业由劳动密集型向技术密集型转变,人才的重要性开始逐渐凸显。没有人才,企业就没有创新力,无法激烈的竞争中保持优势。
作为拥有高素质的人才的瑞德,完备的技术团队和开拓性的创新力为企业在金属软磁粉芯领域开拓了一片新的天地。据悉,瑞德的核心团队成员为来自南京大学、合肥工业大学的科研精英,也是国家磁标委委员和国际电工委员会IEC/TC51软磁复合材料国际标准中国专家组成员。汇聚了众多国内金属软磁粉芯领域人才的瑞德,研发实力位居行业前列,为金属软磁粉芯应用领域的拓展和进步起到了重要的推动作用。
从一个高校研究团队到整体规模进入全国前三的磁材大企,瑞德走的路,远远不止十年。
前瞻入局 站在金属软磁粉芯领域研究前沿
2010年,正值金融危机的余波消退,经济正在缓慢复苏之中。《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》,指出国家将重点培育和发展节能环保、新一代信息技术、新能源、新材料、新能源汽车等产业。到2020年,新能源、新材料、新能源汽车产业成为国民经济的先导产业。
当时,日本的TDK、田村电子,韩国昌星等已纷纷在中国建厂,中国磁性材料工业不断壮大。得益于此,国内的磁材研究领域也已经有了深厚的积累,涌现出许多优秀的研究人员和团队。这便不得不提到瑞德的两位联合创始人——都有为院士和苏海林教授。两位均是磁学与磁性材料领域杰出的学者和专家,多年来长期从事磁学和磁性材料的教学和研究工作,是磁学与磁性材料领域的领军人物,为该领域的发展提供了重要的支持和引领作用。
从当时软磁材料头部企业的生产情况来看,国内头部企业以生产铁氧体居多,甚少有专注于金属软磁粉芯的企业,因此瑞德创始团队在进行软磁材料发展趋势调研时,就凭借自己的专业触觉,敏锐地注意到了金属软磁粉芯这一类在当时非常小众的软磁材料。
在对整个产业上下游进行深入分析之后,创始团队意识到,软磁粉芯兼具高电阻率、高抗饱和能力以及金属软磁材料的各种优点,可能是最符合电力电子装备技术高频化、大功率、小型化以及高效率发展需求的新一代软磁材料。
“团队希望在新材料这一比拼技术能力的硬科技领域,抓住机会,助力我国下游电力电子产业,在软磁粉芯这一磁性材料细分领域,努力破除国外在其它磁性材料细分领域对我国的技术封锁,为我国民族产业的发展壮大贡献自己的微薄之力。”苏海林教授表示。
为此,创始团队就在高校实验室与合作企业里,对软磁粉芯的配方、工艺及应用开展了为期三年的探索研究。之后,通过都院士课题组其他老师的介绍,江苏省盱眙县领导将盱眙县天使基金政策带给了粉芯研发团队。在政府人才政策的支持下,创始团队下定决心要将研究成果落地转化。2013年,瑞德的另一位联合创始人,具有中科院非晶纳米晶软磁材料研发背景的邹中秋先生加入了都院士团队,瑞德正式成立。随后,瑞德另两位联合创始人,具有丰富磁粉芯研发经验的仝西川先生和具有十年以上软磁铁氧体研发生产经验的马剑先生也加入了都院士团队。
(补图/公司合影)
瑞德之后的道路也如大家所见,在都有为院士的带领和团队各成员的奋斗下,公司一步一步壮大至今,在行业中树立了位居前列的技术地位。由于在软磁粉芯领域卓越的创新实力和高度的专业性,瑞德先后荣获全国优秀创业创新项目、国家级高新技术企业、江苏省专精特新中小企业、安徽省院士工作站、江苏省研究生工作站、淮安市瞪羚企业、淮安市工程技术研究中心、淮安市企业技术中心等称号。同时也得到了众多产业链下游龙头企业的认可,在市场中的影响力不断增强。目前,瑞德团队在业务上已成为阳光电源、日本田村等下游龙头企业的战略合作伙伴,在研发上是华为创新研究计划旗舰项目的合作研发伙伴,也是国家电网目前在软磁粉芯领域唯一的联合研发伙伴。
薪火相传 完备的人才梯度建设
以技术创新闻名行业的瑞德,到底是怎样培养出一批优质的人才队伍的呢?
据介绍,瑞德技术团队目前由苏海林博士、仝西川硕士、胡锋博士和张学斌博士领衔的公司产品研发团队和高校基础研发团队两部分组成。其中,产品研发团队拥有全职技术人员40余人,占公司总人数比重约15%。团队骨干成员均具备硕/博士学位,具备较高的学术素养和专业能力。根据分工的不同,团队人员分别隶属研发中心、设计中心以及淮安市软磁粉芯与器件工程技术研究中心三个部门。合理的技术部门架构,充分发挥了技术团队的专业化、协同性和高效性的优势。
得益于核心研发人员与高校的密切联系,瑞德也尤其注重和高校研究团队的联动,是行业内少数能做到“产学研用”一体化的企业。瑞德技术团队的另一组成部分是在合肥工业大学的磁性材料与器件基础研发团队。该团队由20位硕士和博士组成,是国内最早从事金属软磁粉芯研究的科研团队之一,为公司的产品研发提供前瞻的科研成果和强大的技术支持。
瑞德公司获批2018年安徽省院士工作站
为保持良好、持续的竞争力,瑞德内部也已经建立了完善的培训制度,内外协同合力打破产业链上下游之间的技术壁垒。苏海林教授表示,技术团队核心人员不仅定期对公司研发项目进展和生产面临的问题开展技术研讨,还会开展面向粉芯产品研发生产应用全产业链的技术培训,持续提升技术人员的研发能力。同时,公司还积极邀请上下游的技术专家来公司进行培训,增强技术人员对决定粉芯产品性能的上游关键物理因素以及粉芯产品在下游的应用场景与技术要求等方面的认知,有效提高研发效率。
正因如此,瑞德的研发人员方能始终保持与时俱进的态度,以深厚的专业知识,先进的生产设备和精湛的工艺技术为行业提供了更加可靠、稳定的磁器件解决方案和粉芯产品。其产品在降损、抗饱和、器件降本等方面均表现出了优异性,大大提高了下游产品的性能和经济效益。
值得一提的是,在技术人才的选拔上,瑞德一直坚持在公司内部和高校实验室同步进行。据介绍,公司内部的工艺技术人员在经过培训和实战锻炼并具备一定的研发能力后,会持续获得提拔进入技术部门管理岗位。另一方面,公司会根据技术需求设置一定的研发课题,团队在高校的优秀研究生在毕业后也会被公司留用,直接任命为关键技术岗位的研究骨干或管理人员,并给予股权激励。
内部提拔和高校合作的双管齐下,使得瑞德在降低人才培养成本的同时,也激发了技术人员的工作积极性和创新精神。更重要的是,这为公司提供了针对性的人才储备,从而更好地适应公司和行业技术发展的需求。
目前,瑞德已经建立一支老中青三代结合的技术梯队,为公司在金属软磁粉芯领域长期保持良好的技术竞争力奠定了坚实的人才基础。公司完全自主培养的年轻技术骨干团队也已经在日常工作中逐步走上一线。这些年轻的技术骨干经过多年的学习和研究,具有巨大的潜力和创造力,已经准备好在金属软磁粉芯技术的迭代和创新上贡献自己的力量。
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独家报道THE SCOOP
风雨与共,迈向未来 ——致敬和泛瑞一起走过的日子
一个产品的诞生,是千百万双手共同创造的成果。通常,我们总是在讲产品性能多么的优越,制造工艺多么的精湛,但鲜少有人会将目光聚焦到这千百万双手的主人身上。没有他们,产品的优秀性能便无从谈起。
从2007年到现在,泛瑞新材料已经被越来越多的行业客户了解和认可。公司稳定发展的过程中,离不开数十年如一日,在岗位上勤勤恳恳地工作的每一位员工。泛瑞的员工中,多达10%都在泛瑞工作了10年以上。从最初的标旗到如今的泛瑞,员工们自始至终扎根在自己的岗位,与公司共同成长。
在新的一年到来之际,《磁性元件与电源》杂志也邀请到了几位泛瑞的老员工:生产部小龙、品质部二姐,品质部丽姐和她在制造部工作的丈夫陈工、客服部的李姐和她在制造部工作的丈夫蒋工、技术部赵工,请他们谈谈他们和泛瑞的故事。
从“小”细节看“大”发展
“一眼就能看尽的厂房,一条长长的炉子,二十几台机器,约莫二十个人。”这是小龙向我们描述的泛瑞最初的样子。2007年,正值暑假的小龙只身一人从湖南来到广东,机缘巧合之下进入了泛瑞。
面对一个面积狭小的厂房以及一个人要身兼数职的初创公司,小龙并没有感到失望,还笑称当时自己觉得“很新鲜、人少好相处。”在这间厂房里,小龙见证了泛瑞第一次出货。两个月之后,原本只是打个“暑假工”的小龙却毅然决然地留了下来,她说道:“那时候老板和我们同吃同住,公司虽然刚刚起步,但从和老板们的相处中我能感受到公司是有发展前景的,希望自己能留在这干出一番成就。”
正如小龙期望的那样,泛瑞在日后的规模越来越大,当初的小厂房如今已经扩大至60000平方米。尽管公司人员也在不断增加,但“融洽和睦”的氛围仍旧一如既往,这也和领导有很大的关系。在他们的印象里,老板们对员工视如己出,当员工有需要时总会伸出援手。
赵工清晰地记得工作的第一年春节假期,公司领导非常郑重的给每位员工的父母亲手写了封感谢信。这件事情看似平淡无奇,但是赵工回味说,“假设你是父母,你的子女在社会上得到了工作单位领导的认可,当子女远离家乡异地打拼的时候,父母一定会很欣慰。”
丽姐一家都非常感恩公司领导,危难之际给予的温暖,是她和丈夫一直留在泛瑞的原因。当时丽姐和丈夫创业不顺,令她和丈夫都陷入了困惑和迷茫当中。公司领导得知以后,便主动邀请他们到泛瑞一同打拼。丽姐表示,在他们最迷茫的时候,是公司在那个时候帮助他们顺利度过了那段艰难的时光。
丽姐夫妇在泛瑞一待就是十余年,他们多年的坚守,也早已不是单纯的感激之情。团队成员之间的相互扶持和鼓励,也令丽姐夫妇备受温暖,决心要和泛瑞一同走下去。
每个人的努力,只为达成对客户的承诺
大半夜生产、临时坐飞机送货,无论是对泛瑞的老板还是员工们来说,公司上下早已将泛瑞的核心价值观“用快速设计和规模生产为客户创造价值”谨记于心。只要能满足客户要求,大家就会齐心协力去完成。
赵工和记者分享了印象最深刻的一次。他表示那时需要配合国外的客户赶一个样品,非常紧急。他一大早便来到了工厂,着手样品的制作。由于时间紧迫,连吃饭的时间都空不出来。
不知不觉,时间已经来到了第二天的凌晨两点,样品终于能够定版。此时距离赵工到工厂工作已经过去了15个小时有余,但他仍旧不敢懈怠,“赶紧将样品送去烧结,趁烧结的时间眯了两个小时后,凌晨4点钟就马不停蹄赶去惠州做下个工序。”
和赵工一样,泛瑞的每一位工程师都有无数个相似的经历。无论项目有多紧急,他们都能保持冷静从容,并展现出高度的专业素养和快速响应的能力,设计出令客户满意的产品。他们对卓越的追求和对工作充满激情的态度,不仅得到了客户的赞誉,也为公司赢得了信任和尊重。
这种精神不仅只存在于个别人身上,也构成了整个团队的价值观和文化。小龙目前负责镍锌产品生产计划安排,据她介绍,一般来说,裸芯7天,电镀品在13-14天。小龙每次都很快速的确认模具、安排机器和人员,时刻保证生产的有序进行。
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布局中东新能源车市场 磁元件要注意的是……
近日,蔚来汽车官方公告称获得一笔来自阿布扎比投资机构CYVN22亿美元(约合150亿元人民币)的战略融资。
▲图源蔚来汽车官微截图
这是CYVN今年内第二次投资蔚来汽车。今年7月,CYVN通过定向增发新股和老股转让的方式完成对蔚来汽车约11亿美元(约合75亿元人民币)的战略投资。两次投资金额已经达到33亿美元(约合225亿元人民币)。
实际上,蔚来汽车并不是第一家与中东资本合作的新能源汽车车企。据深网消息透露,国内主流新能源汽车车企基本都有对中东市场进行布局,或在未来有计划布局中东。
据不完全统计,今年以来,蔚来、高合汽车、宾理汽车、小马智行等新能源汽车产业链汽车都已相继收获中东资本的关注。
今年6月,沙特阿拉伯投资部还与华人运通签署了一项价值56亿美元的协议,双方将成立从事汽车研发、制造与销售的合资企业。还是在6月,前途汽车母公司长城华冠宣布,与约旦最大私营公司Manaseer签署合作协议,双方将共同在约旦成立合资公司,把前途汽车的前途K50、K20和K25本地化,并服务于中东和北非市场。
8月14日,新能源汽车厂商恒大汽车发布公告,称获得了总部位于阿联酋迪拜的纽顿集团约5亿美元战略投资。
有趣的是,中国新能源汽车车企出海的国家那么多,以色列是唯一一个中国新能源汽车能够在销量上排在首位的发达国家。因为不同于燃油汽车需要向阿拉伯人购买石油,新能源汽车只需要用电,免去了向死对头购买石油的摩擦,一定程度上加大了以色列对新能源汽车的需求。
根据以色列汽车进口商协会数据,今年上半年,以色列卖得最好的新能源汽车品牌是比亚迪,占据以色列33.6%新能源汽车市场份额,同比翻了近六倍。中国新能源品牌整体在以色列的市场份额也从去年50%涨至60%。
不过,在中东资本密集与中国新能源汽车车企合作的当下,欧美却开启了“排外”行为。
今年9月,欧盟委员会官网披露消息,欧盟委员会主席冯德莱恩在欧洲议会发表第四次“盟情咨文”时表示,欧盟委员会将启动一项针对从中国进口的电动汽车的反补贴调查。反补贴调查必须在启动后的13个月内实施措施。临时措施必须在不迟于9个月内实施,如果法律允许,在随后的4个月内将实施最终措施。
同样在9月,法国政府宣布,从2024年1月起将推出新的新能源汽车现金补贴措施。此前表态“希望将中国制造的电动汽车排除在补贴之外”,确定此次法国最受欢迎的三款电动汽车——达契亚Spring、特斯拉Model 3和MG4将失去享受补贴的资格,而这三款电动车型都是在中国制造。
此外,不久前美国政府发布了关于新能源汽车汽车补贴的新规细则,补贴新规将进一步减少有资格享受美国联邦电动汽车税收抵免的电动汽车数量,同时将中国企业排除在外。
欧美的“排外”行为一定程度上导致中国新能源车企出海受阻,显然是一种“损人不利己”的行为。
在这种背景下,中东地区或许可以成为中国新能源汽车产业链布局出海的另一赛道,且在中国和欧美等地逐渐进入市场存量的今天,中东俨然成为一个难得具有增量发展潜力的地区。
值得注意的是,中东天气炎热,夏天气温高达五六十度,所以对新能源汽车的散热会提出更高要求。
就磁芯而言,磁芯是一个热的不良导体,自身发热后,如果导热困难会导致磁芯各部分温升不均匀,内部温度高、外部温度低,在热胀冷缩情况下容易导致磁芯开裂。因此磁芯可以辅以磁路设计散热、比如中间开气隙、通孔通风或采取液冷的方式。
通常情况下,散热与体积是有矛盾的,体积小,散热能力就差,福州大学磁元件专家陈为教授就曾表示,在很大功率下,有时候甚至需要牺牲体积来达到更好的散热效果。
当然,不仅是磁芯,线材、电感变压器都需要优化工艺来提升散热性能。电感变压器产业链企业在布局中东市场的同时,更应提高相关产品的散热水平,把产品做优做强,更好地参与国际竞争。
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新能源车迎来低温大考 磁性材料如何应对
冬至已至,你的城市下雪了吗?
我国国土疆域辽阔,南北温度差异大。在偏北方地区,进入年底以来,气温普遍都在零度以下,多地甚至已经下起了鹅毛大雪。
在严寒天气,新能源汽车也迎来了大考,社交媒体上已经有不少新能源汽车车主开始抱怨电池续航问题。那么,新能源汽车在低温环境下,导致续航低的原因是什么?
▲图源微博截图
通合电子产品经理张宇恒认为,电池的续航能力与电池内部的化学反应密切相关。在低温环境下,电池内部的离子运动减缓,导致电池的电阻增加。这使得电池在低温下的放电性能下降,从而影响了电池的续航能力。另外,冬季温度低,要使用空调采暖和座椅加热等功能,同样加剧了电池容量衰减。
他还提到,这种容量的减少只是暂时的,随着电池的温度回升,放电条件好转后就会恢复正常。网友也分享了相关经验,即在冬天上车之前,可以先使用车辆的预热功能,让电池和车内提前升温。这样可以减少电池加热和空调制热的消耗,从而有效地提高续航里程。
但还有一个问题,就是电池包需要加热达到工作适合温区,此时会增加一定能耗。这就对新能源汽车的电池技术提出了很大考验。
因为续航焦虑不仅与电池技术相关,它与整个产业链都息息相关。
铁城科技研究经理刘辉认为,对磁性材料而言,磁性元器件需要从内部材料进行优化,将高温与低温全域的损耗降低。“目前磁性材料较低的普遍温区在60℃-110℃。”
刘辉还提到,续航短也有可能会对磁性元器件提出宽温要求,但这是针对特定的季节和时段,随着新能源汽车的普及,寒区的使用场景将是一个细分市场。
《磁性元件与电源》也了解到,目前已经有部分磁性材料企业的产品可以达到宽温要求。此前记者在与尚朋高科的沟通中得知,在耐高温磁性材料上,尚朋有比较多的开发案例,例如专门针对OBC、充电桩、光伏逆变器等大功率器件而开发的磁性材料SSP-96、SSP-96H系列,在25℃-160℃范围内具有宽温低损耗特点,特别是其100℃-160℃的损耗较常规PC95材下降超过20%,且高温饱和磁通密度较常规PC95高10%以上,是专门用于大功率器件的锰锌功率磁性材料。
金刚磁业董事长王京平也提到,金刚磁业宽温低损耗系列材料JCP96\JCP96B\JCP97\JCP97B在-20℃--160℃具有较低的功率损耗,高频系列JCP51\JCP61材料在1-5MHz具有较低的功率损耗,可以较好地提升效率、降低热耗。而在高密度磁集成方面,也在重点解决交流磁通和直流磁通叠加、交流磁通在公共磁柱的交错并联所带来的磁通量变化问题。
结语
冬至过后,春天就在不远处。我们希望新能源汽车产业链相关从业者能够早日突破技术瓶颈,共同迎接新能源汽车春天的到来。
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光伏组件标准出炉 助推电感变压器标准化
《磁性元件与电源》获悉,日前,阿特斯阳光电力集团、东方日升、TCL中环、天合光能、通威股份、正泰新能源科技股份有限公司等发布联合倡议。
倡议指出,推动700W+光伏组件标准设计和应用:各单位700W+光伏组件设计延续既有标准的外形尺寸及安装孔技术规范(组件外形尺寸2384mm×1303mm,长边安装孔距400mm和1400mm),增加790mm孔位;同时,产业链上下游积极探索更高效、更领先的技术与应用方案,共促光伏行业健康发展。
光伏对电子变压器、电感器提出个性化要求
电子变压器、电感器企业苦非标久矣。
近几年在新能源产业快速发展下,各种形状的磁芯、各种类型的电子变压器、电感器如雨后春笋般涌现。新能源终端企业对电感器、电子变压器的形状提出了更多的要求,对非标产品的需求量逐渐增大。
但记者从阳光电源电子变压器、电感器工程师于振峰处得知,很多电感器、电子变压器厂商对于做非标产品配合度不高。一方面,由于电子变压器、电感器厂商多是标准化的模具、压机等生产设备,对于厂家来说,要生产新的设备显然会导致工时和产品的成本提高;另一方面,由于某款非标产品可能只适用于一家企业,市场偏小,导致前期的投入成本很高,容易造成过大的压力和风险。
就拿磁芯来说,如果要提高磁芯的性能,就需要优化磁芯的工艺,把粉末颗粒磨得越来越细,越来越圆润,通过这些更细化的工艺做出更好的材料。“但是这种做法其实浪费了更多的电,每天生产出来的东西反而更少了,所以导致他们做出来的产品是好的,但是成本也偏高了。”
于振峰还提到:“我们对形状有要求,现在他们生产的产品的确可以满足我们现在使用的需求,但是对于我们想要进一步降本的需求是达不到的。即便是大的磁性材料厂商,他们对于非标形状上的创新基本上也是很少的。”
目前,电子变压器、电感器企业的自动化程度并不高。于振峰说道:“终端产业新技术的要求实际上带来的反而是电子变压器、电感器自动化程度下降。”对于电子变压器厂家而言,开发非标产品需要慢慢带起来其他厂家一起去做,前几年需要很多的磨合,研发的成本投入较高。
诚如于振峰所言,光伏产业的发展需要更为丰富的电子变压器、电感器型号去适配,但对电子变压器、电感厂家而言,开发非标产品成本很高,因此开发意愿不强,这就造成了整机企业和行业企业处于两难的局面。
组件标准化有助于实现规模化效应
就成本而言,组件在整个光伏系统中的成本占比最大,用量最多。“最大的难点在于组件”,于振峰说道。
一直以来,光伏组件尺寸各异,仅硅片的型号就包括156mm、156.75mm、158.75mm、166mm、182mm、210mm等。
太阳能光伏板主要的规格则有250w、255w、260w、270w、275w、305w、310w、315w、320w。需要注意的是,太阳能光伏板一般没有固定的规格,都是厂家定制的偏多。
若按光伏组件60片和72片两种方式组合搭配,一块组件可以搭配出10种不同的输出功率,不仅种类多,而且功率跨度大,会导致逆变器的功率也各异。
而不同功率的逆变器需要不同型号的电子变压器、电感器去适配不同功率、不同大小的光伏组件的需求。这也是光伏企业对电子变压器、电感器提出个性化要求的重要原因。
此次光伏组件标准设计倡议书的发布,有望全面推动光伏组件产品的标准化与超高功率、超高效率组件的产业化,令产业链上下游企业均能得到巨大的发展,加速整个产业规模化步伐,提高生产效率、降低产业链成本,更大程度地释放产业价值、降低度电成本,推动应用端价值最大化。
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恭贺广东西尼乔迁新址,续写视觉检测新篇章!
11月29日,广东西尼科技有限公司(以下简称“西尼科技”)在中山高端显示电子产业园举行了盛大的乔迁仪式。
在乔迁仪式上,坦洲镇党委副书记、镇长赵国坚,镇党委副书记张才合以及镇发改、工信、建设等部门领导共同出席,见证了西尼科技园的落成暨西尼科技的乔迁。
在仪式上,广东西尼科技有限公司董事长谢华辉热情致辞,对一直以来关心和支持西尼项目建设的坦洲镇党委、政府和各部门表达了真挚感谢。
据西尼科技的销售总监谢偲鹏透露,新厂房占地30亩,建筑面积73000多平方米。在产能方面,目前月产能>100台视觉检测设备,预计在2年内将扩产2-3倍,具体将根据市场情况而定。
作为一家专注于机器视觉检测领域的公司,西尼科技依托自主研发和创新体系优势,攻克了各类视觉检测产品的划痕、裂纹、污点、崩缺等外观缺陷选别难题,不仅大大提高了机器视觉检测领域产品质量,降低了人工成本,为众多电子元器件提供个性化视觉检测选别的优质解决方案(设备提供商),协助客户在全球市场竞争中获得重要优势。
值得一提的是,在今年三季度,随着市场环境明显回暖,西尼科技的销售额也达到了4000万左右。这一数字相较于前几个季度有了显著的提升,西尼科技在视觉检测领域的技术和影响力得到了客户的充分肯定。
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泛瑞新材料荣获“省级企业技术中心”认定
2023年12月4日,广东省工业和信息化厅公布,2023年省级企业技术中心认定结果,泛瑞新材料荣获“省级企业技术中心”认定,标志公司技术创新与综合实力迈上新台阶,对技术后续进一步提升自身科研创新能力具有积极意义。
省级企业技术中心是广东省工业和信息化厅对技术创新能力较强、创新业绩成效显著、具有重要示范和导向作用的企业技术中心予以权威认定。主要从组织机构、运行机制、经费投入、人才引进和培养、产学研合作等方面对企业技术创新体系进行综合考核,旨在通过企业技术中心评价,强化企业技术创新的主体地位,促进企业持续提高研发水平和创新能力。
据悉,泛瑞新材料产品涵盖了锰锌软磁铁氧体,镍锌软磁铁氧体,合金粉芯和金属粉末等四大系列。国家级专精特新“小巨人”企业。依托经验丰富的工程师团队、科学的运营管理体系,泛瑞在轻薄短小产品的精密制造能力上,积极拓展新能源汽车,储能和服务器等应用市场,为新能源新基站新生活的建设中贡献自己的一颗“芯”。
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科达嘉推出超级大电流电感CPCF3222/3535系列,助力大功率DC/DC转换器效率提升
近年来,随着新能源汽车、储能电源、锂电池为代表的新能源产业蓬勃发展,带动了大功率DC/DC转换器的市场需求增长。DC/DC转换器作为能量传递部件,需满足高转换效率需求,以提高能源利用率,实现节能环保。而电感器作为DC/DC转换器的核心元件之一,其选用的磁芯材料、线圈绕组、结构设计等因素都关系着电感产品的电气性能,从而进一步影响DC/DC转换器的转换效率。
为满足大功率DC/DC转换器对大电流、低损耗、宽频宽温电感产品的需求,科达嘉最新推出超级大电流电感CPCF3222、CPCF3535系列。产品采用宽频宽温低功耗的铁氧体材料,磁芯损耗低,在高频高温环境下具有良好的电流稳定性,饱和电流受温度影响小;扁平线绕组设计,具有低直流电阻,低温升的特点;工作温度为-40℃~+125℃。
据介绍,该系列产品提供两种规格尺寸,以满足不同客户的需求。CPCF3222电感值3.30~25.0μH,饱和电流29.0~89.2A,产品尺寸为32.0*22.5*30(mm);CPCF3535电感值6.80~47.0μH,饱和电流25.7~71.0A,产品尺寸为36.0*35.7*34.2(mm)。
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产业观察INDUSTRY OBSERVATION
2024年,光伏库存量有望见底!
还有几天就即将来到崭新的2024年。
在这新旧年交替之际,《磁性元件与电源》特就电感变压器一个曾经很大但如今稍显落寞的市场——光伏,来回顾2023年光伏产业的发展情况、产业困境以及展望未来。
01 光伏库存量居高不下,磁元件企业倍感压力
12月20日,国家能源局发布2023年1-11月份全国电力工业统计数据。其中,1-11月光伏累计新增装机163.88GW,同比增长149%。
与终端装机量爆发增长形成鲜明对比的是,光伏库存严重。以光伏组件为例,海关数据显示,2022年中国出口欧洲光伏组件86.6GW,而欧洲2022年光伏新增装机是仅为41GW,也就是说仅2022年一年,中国出口至欧洲的光伏库存就超过40GW。
如此一来,光伏装机量虽然在不断增多,但由于处于去库存阶段,所以上游供应商并没有生产或者接到新订单,市场增量变小。另一方面,随着光伏技术的不断发展,需要用到更好且成本更低的产品,这就对上游电感变压器和磁性材料提出了降本增效的要求。
据悉,电感变压器在光伏逆变器里面的损耗占比20%,成本占比15%-20%。因此,电感变压器的成本高低和性能优劣对整个光伏系统起着重要作用。
阳光电源光伏磁元件工程师于振峰就认为光伏要防四火、防高温阻燃,电感变压器应用的宽温条件、抗震、盐雾试验等这些要求比之前更加严苛,但这样做的结果就与降本的目的大相径庭,“现在的解决方案要么是加大绝缘距离,要么是加阻燃的材料,成本就增加了。”
为了要满足更加严苛的光伏系统方案,电感变压器需要用到更多个性化产品,但这样就会导致前期开发投入大,自动化程度下降,成本变高。
此外,在光伏度电成本不断下降的趋势下,尽管用户享受到更加低廉的产品,但这就要求光伏产业链的所有供应商价钱都必须下降。
在这种情况下,电感变压器企业面临着订单量变小,还需要开发更多优质产品,不断降低成本来吸引光伏客户等困难。
“现在光伏行业利润率都在变低,估计也就在10%左右”,于振峰补充道:“每个光伏供应商赚的是加工费而已,加工利润现在越压越薄。”这样的情况也对光伏产业链企业未来发展带来了更多的挑战和更高的要求。
02 2024年光伏产业将如何?
过去两年,全球光伏产业在能源结构转型的大背景下乘风而起,产业规模和装机增速屡创新高。集邦咨询预计,2024年全球光伏新增装机量的中性预期为474GW,同比增长16%,与2023年59%的增速相比,增幅明显大幅放缓,将从高速增长回归理性。
铭普光磁副总经理杨建民也认同这样的趋势,他表示:“从长远来看,我觉得光伏产业还是会慢慢回归到正常的商业模式,光伏集中度会越来越高,目前光伏库存量高这种局面可能只会持续半年或到明年上半年。”
有行业人士也认为,今年第四季度行业即将进入到去库存周期,在行业去库存过程中,产业链价格及盈利水平将逐步见底。明年第二季度,随着光伏行业需求放量,光伏产业链有望呈现量升价稳态势。
这也意味着,电感变压器企业虽面临着降本增效难题,但在光伏终端市场逐步恢复的影响下,将带动电感变压器的需求量增加,足够多的销量能够一定程度上摊薄成本,且在技术不断进步的加持下,企业的盈利水平依然有望迎来提升。
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一种新的补能方式:V2G技术可行吗?
随着新能源汽车的保有量越来越大,未来交通极有可能演变成以新能源汽车为主,燃油车为辅的情况。
而新能源汽车总体数量的急剧攀升以及快充技术的应用加剧了电网的峰谷差,常导致配电网局部过载,甚至会直接到影响居民的日常用电。因此,对电网进行升级改造已经迫在眉睫。
由于电网改造所涉及的资源、成本、周期都相当复杂而庞大,在多方探索下,目前提出了多种针对新能源汽车的补能方式进行隔离后入网的革新方案。
V2G(Vehicle to Grid)技术就是其中一种补能方式,核心就是利用大量新能源汽车的储能源作为电网和可再生能源的缓冲。
▲新能源汽车
哈尔滨工业大学张千帆教授说道:“它相当于分布式储能,这个储能不是一个额外的投资,因为新能源汽车本身已经有电池了,原来电池只是为车提供出行服务,现在还能提供电网服务。”
这个时候,新能源汽车的充电就是双向的,它既能给电池充电,还能给电网充电。
当电网负荷低的时候,通过新能源汽车的动力电池去存储电能,然后在用电高峰期、电网负荷高的时候通过“车到网”的技术向电网释放电能。通过这种方式,新能源汽车用户不仅可以在电价处于低谷时,从电网买电,还能够在电网电价高时向电网售电,从而获得一定的收益。
“它有很多种服务,比如说削峰填谷,还可以调频、调压,这些都可以用分布式储能去实现”,张千帆教授还补充道:“相较于商用车,乘用车停车的时间更长,利用车停止行驶的时间接入电网,就可以提供电网服务。”
车到网技术就需要重建OBC。目前车载充电机OBC功率都不是很大,主流功率是6.6kW、11kW。张千帆教授表示,其实停车的时候,车上的电机和电控是不工作的,所以需要把电机和电控通过合理的重构,才能把它们用作车载充电机。“我们现在做的是双向OBC,而且没有额外增加OBC,这样可以实现低成本,而且OBC还可以起到牵引电机的作用。”
基础的OBC里面原本就会用到大量的电感器、电子变压器,如果要使用双向OBC,更是需要电子变压器、电感器去整合更多功能,以应对更加复杂的工况。这样虽然没有额外增加OBC的数量,但是这对电子变压器和电感器企业的挑战会更大,需要考验企业的设计能力。
此外,在新能源汽车和储能都往大电压、大电流发展的情况下,还会对电子变压器、电感器提出更多的性能要求,对磁元件企业来说,是个不小的挑战。
值得一提的是,由于动力电池在使用生命周期中充放电的次数是基本固定的,而V2G技术的应用会让动力电池充放电的使用次数变得频繁,会显著降低动力电池的寿命。因此,V2G技术方案是有一定制约性的,还需要搭配更多的其他补能方案。
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全面电动化后,磁元件在充电桩领域大有可为
近日,工业和信息化部、交通运输部等8部门已印发《关于启动第一批公共领域车辆全面电动化先行区试点的通知》,明确以北京、深圳、重庆、成都、郑州、宁波、厦门、济南、石家庄、唐山、柳州、海口、长春、银川、鄂尔多斯等15个城市为试点,鼓励探索形成一批可复制可推广的经验和模式,为新能源汽车全面市场化拓展和绿色低碳交通运输体系建设发挥示范带动作用。
在预期目标方面,将在公务用车、城市公交车、环卫车、出租车、邮政快递车、城市物流配送车、机场用车、特定场景重型货车等领域推广新能源汽车,推广数量60+万辆;将建设70+万台充电桩,0.78万座换电站。
而随着新能源汽车保有量和渗透率的不断提升,充电需求快速增长,通知中除了明确提出建设公共充电桩超70万个,还将“充换电服务体系保障有力”列为主要目标之一,加快智能有序充电、大功率充电、换电等的应用。
这意味着,公共领域的车辆全面电动化后,将带动充电桩市场的增长,对快充站的推广建设更是个积极信号。
电子变压器、电感器就在充电桩的电源模块中发挥重要的作用,它们在充电桩电源模块里主要以大功率电子变压器、电感器为主。而充电桩电源模块功率越大,所需要的电子变压器、电感器的价值量也就越多。
据Big-Bit产业研究室调研,单个30kW电源模块里的电子变压器、电感器价值量在700元左右。假设试点城市全部铺设的是120kW的快充桩,则一台充电桩里面的电子变压器、电感器价值在2800元左右。那么通过简单换算,通知中建设目标为70万台的充电桩里面的电子变压器、电感器价值量大约为19.6亿元。
值得留意的是,在15个试点城市中,充电桩最多的是深圳,数量为45.3万个。深圳仅在充电桩产业链条上就有20家上市公司,布局在充电模块技术研发及制造、充电桩生产及运营领域。
除深圳外,浙江、江苏、上海等省市的充电桩数量亦处于全国前列,城市在充电桩建设中发挥着重要作用,给当地的产业链上下游企业带来利好。
结语
在新能源汽车不断增长以及国家多项政策的支持引导下,我国充电桩保有量持续增长,车桩比整体上呈逐渐改善的趋势。
2022 年我国车桩比为 2.5: 1,其中公共车桩比为 7.3: 1。据东北证券测算,预计到 2025 年、2030 年,中国公共充电桩保有量将分别达到 440 万台、760 万台。受益于充电桩的增长,磁元件需求量亦呈现扩大趋势。
值得一提的是,通知中还指出要逐步提升关键零部件国产化并实现上车应用,这对电子变压器、电感器企业而言更是一个利好信号!
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储能市场爆发期将至 磁元件单颗采购价超60元
装机规模创新高
根据CNESA DataLink全球储能数据库的不完全统计,截至2023年11月,新型储能新增装机规模14.9GW/41.0GWh。其中,11月,新型储能新增装机规模2.7GW/7.2GWh,较10月份明显回升,环比+237%/+350%,功率和能量规模均创今年下半年新高。
2023年1-11月储能新增装机量
数据来源:CNESA,Big-Bit商务网整理
储能系统成本创新低
11月储能系统中标均价800.46元/kWh,跌破900元/kWh,同比-47%,环比-5%,与今年初相比下降47%,中标价格区间760.00元/kWh-885.00元/kWh。4小时储能系统中标均价736.31元/kWh,跌破800元/kWh,最低中标价格638.00元/kWh,创历史新低。
储能单机功率攀升 磁性元件价值量更高
随着电池能力密度的提高以及系统技术的日趋成熟,储能产品单机功率也呈逐步上升趋势。据了解,目前主流的1500V储能系统,电池能量密度、功率密度相比于1000V系统均提升了35%以上。
具体到磁性元件而言,随着储能系统功率规模的提高,磁性元件的价值量也将逐步攀升。以固德威为例,其储能逆变器产品功率涵盖3.3-6.6kW、5-10kW、15-30kW,2022年磁元件单颗采购价相比2020年已上涨8.42元/颗,上涨比例达15.81%。
固德威储能逆变器磁元件采购价推算,数据来源于年报,Big-Bit商务网整理
固德威5kW储能逆变器拆解图,图片来源网络
当然,具体到内部单颗磁元件而言,其价值量不可一概而论,比如以固德威5kW产品为例,下方的4颗逆变电抗(电感)单颗价值量可能就已超过上面三颗磁环加起来的总价值量。
随着功率和容量的提升,磁性元件的用量也将更多,磁元件总体价值量也更高。此前禾望电气工程师刘浪潮在接受采访时提到,“以50kW的工商业储能逆变器为例举例,里面用到5、6个功率电感,至少8个电子变压器。”而固德威50kW储能逆变器磁元件用量则超过20颗。
天邦达高压储能产品线总监邵磊认为,“具体的功率根据应用场景而定,目前主流的功率段,户用储能10kW,工商业储能100-150kW,集中式电站储能1.75MW。以集中式电站储能为例,以前单柜只有2MW·h(功率1MW),目前已提高至3.7MW·h(功率1MW),明年主流将是5MW·h(功率1MW),功率规模、能量规模均呈逐步上升趋势。”
更大的功率和容量,则是未来的主流趋势。以阳光电源产品为例,除了上文提到的5MW·h(阳光电源对应功率段产品为3150kW配2h),阳光电源还推出了更大功率的产品——5175kW配2h和4h版本。
阳光电源储能系统产品,图片来源:阳光电源官网
小结
“十四五”期间,各省市纷纷将储能列入发展规划,并划定了具体的配储比例,极大的带动了储能市场投资热情,2022-2023年储能市场迎来较大规模发展,未来随着市场规模的进一步爆发以及功率规模的提高,有望为磁性元件行业提供更大的市场发展空间。
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艾罗能源IPO:户储狂飙?2022年营收大涨454%
12月13日晚间,浙江艾罗网络能源技术股份有限公司(简称“艾罗能源”)披露招股意向书,本次公开发行股票4000万股,占公司发行后总股本的比例为25%;本次发行公司原股东不公开发售股份,发行后总股本为1.6亿股。
据悉,艾罗能源是行业内最早进入户用储能领域的企业之一,具备储能逆变器和储能电池协同一体化研发能力,同时也是国际知名的光伏储能系统及产品提供商,主要面向海外客户提供光伏储能逆变器、储能电池以及并网逆变器,应用于分布式光伏储能及并网领域。
招股书显示,短短两年时间,艾罗能源营收从2020年的3.89亿元飙升至2022年的46.12亿元;净利润从0.33亿元上升至11.34亿元,2022年净利润更是大涨1700%。
总体来看,艾罗能源2020-2022年营收和净利润复合增长率分别为244.27%、485.64%。今年发展势头仍旧向好,上半年营收将近34亿元,已占去年总营收的73.03%。
公司营收的快速增长得益于近两年户用储能的需求井喷。目前,艾罗能源已成为市场上少数能同时自主研发并批量生产储能逆变器和储能电池,向客户提供完整储能系统的厂商之一。报告期内,储能业务收入占主营业务收入比例分别为 42.83%、68.12%、81.89%和 78.36%。
不过,海外户用储能市场由于库存积压、电力价格回落等因素,业绩下滑也已初现。今年第三季度,公司实现营业收入6.01亿元,环比二季度下降57.37%,净利润0.43亿元,环比二季度下降90.91%。
对于今后的布局,艾罗能源表示,公司将坚持在储能系统技术领域持续创新,横向拓宽产品范围,打造全场景储能系列方案。据了解,艾罗能源已陆续推出了智能充电桩、光储一体化等产品及系统,产品应用正逐步向光储充一体化充电站、虚拟电厂等多种应用场景进行延伸。
据招股书披露,本次上市,艾罗能源拟募集资金额约8.01亿元,用于储能电池及逆变器扩产、光储智慧能源研发中心建设、海外营销及服务体系等项目。
在招股书中,艾罗能源也披露了报告期内的采购情况,其中,磁性器件为公司主要采购的原材料,2022年的采购数量也是翻倍增长。
可见,储能市场的扩大必然会给磁元件带来不小的增量。虽然国外更倾向于户用储能,但就国内的情况和各头部企业的布局倾向来看,工商业储能更具经济性且贴合实际。目前,阳光电源、古瑞瓦特、德业股份、首航新能源都相继推出工商业储能解决方案。不过,相对户用储能,工商业储能与其虽然底层逻辑相通,但工商业储能对磁性元件设计、工艺也提出了新的挑战。相关阅读:《在入局工商储之前 磁元件企业还应关注什么?》。未来,储能的细分赛道将如何发展?《磁性元件与电源》将持续关注。