企業動態
近日，得潤電子在公開平臺表示，公司的22kW 800V平臺高功率車載充電機產品，採用了第三代半導體技術碳化矽高頻解決方案，具有先發技術優勢，且具有批次生產製造經驗，產品已經得到市場驗證。據悉，該款產品已經使用到保時捷Taycan車型上，充電速度比國內主流產品提高了3-4倍。
2015年，得潤電子收購義大利Meta System公司，將後者在上世紀90年代就開始佈局的汽車電子、車聯網、新能源業務等當前最熱門技術及未來趨勢技術收到旗下，正式切入車載充電機領域（OBC），經過多年孵化，公司OBC產品已實現業務放量增長，能夠為保時捷、寶馬、PSA等重點客戶批次供應產品。
去年得潤的車載充電機在歐洲市場出貨約20萬套，單體OBC市場佔比達到10-15%，未來目標是拿下全球15%-20%的市場份額。已經能與博世、松下等國際巨頭在該領域進行市場競爭。
為什麼說車載電源是SiC上車的第一個落腳點？
電動車在動力效能、智慧化方面超越燃油車，但電動車在續航里程方面仍面臨著補能焦慮的問題，傳統燃油車加一次油時間為5分鐘，而目前快充至少要60分鐘。在高峰期充電排隊等候的時間亦進一步拉長。
目前車企解決補能速度的兩條路線分別是換電和快充，換電目前還面臨盈利模式、標準統一等挑戰；更多車企選擇了快充路線，一方面快充與CTC趨勢一致，另一方面技術升級路徑清晰。800V高壓平臺方案應運而生。
動力電池電壓平臺升級到800V ，當前的OBC 、 DC/DC 及 PDU 等電源產品都需要從400V等級提升至符合 800V 電壓平臺的應用， SiC 器件由於其優異的特性也將開始大規模的應用。
OBC 相關的車型、電池尺寸、從 0% 至 100% 的充電時間和競爭性技術的比較
除此之外，直流快充樁原本輸出電壓等級為400V，可直接給動力電池充電， 但動力電池為800V 後其電壓不再能夠繼續充電，因此需要一個額外的升壓產品使400V電壓能夠上升到 800V ，進而給動力電池進行直流快充。在此技術方案下，這個器件需要能夠滿足大功率充電的功率，因此其價值量相比傳統DC/DC 要更大，而電源企業也將充分受益於此升壓 DC/DC 產品的配置。高電壓對功率器件提出更高要求，碳化矽將藉助耐高壓、耐高溫、開關損耗低等優勢在功率器件領域進行廣泛應用。
以OBC舉例，從 Si 設計轉到 SiC 設計，功率器件和柵極驅動的數量減少 30% 以上，開關頻率提高一倍以上。降低了功率轉換系統的元件尺寸、重量和成本，同時提高執行效率。
22kW 雙向 OBC: Si vs SiC
目前，市場上的車載電源產品主要向整合化、高功率化、雙向化發展。
(一) 整合化：透過將DC/DC、OBC、電機、電控器件等整合可以減少車載電源的佔用空間，減少電路板尺寸，降低組裝成本以及BOM和PCB成本。
(二) 高功率化：隨著電動車續航、帶電量的提高，10kW、 20kW以上的大功率將成為主流，主要透過三相交流電技術，目前比亞迪、欣銳科技已有所佈局。
(三) 雙向化：雙向DC/DC具有效率高、體積小、成本低的優點，同時還可將電池電能對外輸出，有效提高電能利用率。雙向車載充電機可以將電池的電能對外輸出，實現車對車、車對負載、車對電網充電。
在車載電源系統中使用SiC MOSFET能以更高的頻率進行開關，功率密度更高，能效更高，EMI效能得到改善以及系統尺寸減小。
同時，再以22KWOBC系統舉例，再進一步細化成本結構：儘管相比單個 Si 基二極體和功率電晶體，分立式 SiC 基功率器件的成本更高。但從系統角度來說，SiC 器件的效能可減少所需元件的數量，從而降低電路元件成本以滿足支援各種功率器件功能的要求。綜合算下來， SiC 系統比Si 系統可節約近 20% 的成本。
採用 SiC 與 Si 的 22kW 雙向 OBC 系統成本明細比較
除了結構成本節約之外，SiC 系統在 3 kW/L 的功率密度下可實現 97% 的峰值系統效率，而 Si OBC 僅可在 2 kW/L 的功率密度下實現 95% 的效率。這一系統效率的提升可為消費者帶來每年平均 40 美元的能源節約。
國內車載電源企業佈局碳化矽產品情況
除了上文提到的得潤電子外，他的友商欣銳科技在碳化矽應用於車載電源領域也深耕多年。日前在行業會議上，欣銳科技股份有限公司董事長吳壬華博士分享了“SiC器件在新能源汽車產業中的應用”主題報告。
他指出，欣銳科技從成立之初確定電力電子能量變換技術、數字化實時控制和網路化監控三大核心技術，歷經十六載鍛造的大功率電力電子能量變換技術、第三代半導體SiC應用技術和軟體定義產品技術三大核心技術已經成為公司三個業務板塊共同的基石。碳化矽技術全球領先的Wolfspeed早在2013年就曾官宣與欣銳科技開展深度合作。
吳壬華博士表示：“欣銳科技在過去十六年積累了非常豐富、百萬輛級的，車規級的產品開發經驗是無可替代的，再加上新一代半導體碳化矽的應用經驗等等，這些全部結合在一起，逐漸得到國內、外車企的認可和接納。
公司服務於包含國產自主品牌主機廠、合資品牌主機廠、新勢力主機廠和外資主機廠客戶的中高階車型，主要客戶包括比亞迪、吉利、長城、小鵬、本田等等均在內。”
隨著全球新能源汽車滲透率的不斷提升，2025年全球新能源汽車銷量有望達到1300萬輛。僅以車載充電機為例，考慮乘用車OBC充電機單價，預計乘用車車載充電機OBC市場空間將增長至250億元。車載電源的市場空間不可小覷。
