5G通信和新能源汽车发展为电源系统设计带来极大挑战
来源: | 作者:行业新闻 | 发布时间: 2023-06-30 | 1218 次浏览 | 分享到:

新能源汽车为电源市场提供增动力

数据显示,2022年中国新能源汽车销量为688.7万辆,同比增长93.4%,市场占有率达到25.6%。中汽协预测2023年中国新能源汽车销量将达到900万辆;全国乘用车市场信息联席会则预计,2023年中国新能源乘用车销量将达到850 万辆,实现 30% 左右的增长。此外,从全球市场来看,2022年全球新能源车 (EV) 年增长55%,达 1010 万辆(Canalys数据),按照彭博社预测,2023年全球新能源汽车销量将达1360万辆,保持30%以上的增幅。

随着新能源汽车销量不断走高,与之相关的车载电源市场需求也随之持续扩大。据《中国车载电源行业现状深度研究与投资趋势预测报告(22-29)》数据,中国车载电源市场规模也由2017年的54.4亿元增至2021 年的246.5 亿元,复合年均增长率为45.9%,该报告预计2025年相关市场有望达到700 亿元。

目前,应用于新能源汽车的车载电源,主要分为车载充电机、DC/DC 变换器和车载电源集成产品三大类。从2021年中国车载电源产品占比来看,车载电源集成产品占比为50%,车载充电机占比35.7%,DC/DC 变换器产品占比14.3%。

电动汽车电源系统设计面临新挑战

汽车电气化发展正在推动当前汽车电气设计架构的变革。实际上,这既增加了汽车运行所需的电力,同时也对各种车载系统供电设计产生了极大影响。例如,纯电动汽车 (BEV) 和插电式混合动力汽车 (PHEV) 的动力系统使用高压电池(800V 或 400V),该高压电池还必须在 48V 及 12V 下为汽车配件供电。

汽车的电气化是将电网发电储存于高压电池中电能通过释放来取代车载发电。在此趋势下,

诸如电动转向和电动悬架、ADAS 和信息娱乐系统等大量控制系统和子系统的转换,也为车载电源系统涉设计带来挑战。

据全球最大的高密度电源模块生产商Vicor资料显示,与内燃机 (ICE) 相比,电动汽车的电源需求提高了 20 倍。当前的纯电动汽车需要 100kW 以上的电源,配件的电源需求至少占这一总需求的 4kW。相比之下,ICE只需要 2.5 至 4.5kW 的总电源。

表3:向xEV迁移增加了车辆中对电力的使用

由于新能源汽车尤其是电动汽车,其电力来源不再是通过 ICE 发电的、持续运行的12V交流发电机,而是使用电池中储存且有限的400V或800V电源。许多配件都在12V电压下进行了成本和性能优化,因此车辆中依旧需要保留12V的电源架构(或将高压电池电源转换为48V的架构 )。这对于电源系统工程师最大的挑战就在于,寻找理想的系统将最大限度提升功率密度,以减轻重量并缩小单位体积。