기존 400V 아키텍처에서는 영구 자석이 사용됩니다.모터고전류 및 고속 조건에서 발열 및 탈자 현상이 발생하기 쉬워 모터 전체 출력 향상이 어렵습니다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 800V 아키텍처를 도입하여 동일한 전류 강도에서 모터 출력을 향상시킬 수 있는 가능성을 열었습니다. 800V 아키텍처에서는모터이 프로젝트는 베어링 부식 방지 및 향상된 절연 성능이라는 두 가지 주요 요구 사항을 충족해야 합니다.
기술 경로 동향:
모터 권선 공정 경로: 평선. 평선 모터란모터평면 동판 권선을 사용하는 모터(특히 영구 자석 동기 모터)는 원형 권선 모터에 비해 크기가 작고 슬롯 충진율이 높으며 출력 밀도가 높고 NVH 성능이 우수하며 열전도율과 방열 성능이 뛰어나다는 장점이 있습니다. 따라서 고전압 플랫폼에서 요구되는 경량화, 고출력 밀도 등의 성능 목표를 더욱 효과적으로 충족할 수 있습니다. 또한, 고전압 시 오일막 파괴 및 축전류 발생으로 인한 베어링 부식 문제를 완화할 수 있습니다.
1. 모터 냉각 기술 동향: 오일 냉각. 오일 냉각은 모터 부피를 줄이고 출력을 높여 수냉식 기술의 단점을 해결합니다. 오일 냉각의 장점은 오일이 비전도성, 비자성 특성을 지니고 있어 절연 성능이 우수하고 모터 내부 부품에 직접 접촉할 수 있다는 점입니다. 동일한 작동 조건에서 오일 냉각 방식의 모터는 수냉식 모터에 비해 내부 온도가 더 낮습니다.모터수냉식보다 약 15% 낮습니다.모터이를 통해 모터의 열 방출이 더 쉬워집니다.
전기 제어: SiC 대체 솔루션, 성능상의 이점을 보여줍니다
효율성을 향상시키고, 전력 소비를 줄이며, 부피를 축소합니다. 800V 고전압 배터리 작동 플랫폼의 발전과 함께 전기 구동 및 전자 제어 관련 부품에 대한 요구 사항이 더욱 높아졌습니다.
Fodie Power의 자료에 따르면, 탄화규소 소자는 모터 제어 제품 적용에 있어 다음과 같은 장점을 가지고 있습니다.
1. 전자 제어 시스템의 저부하 효율을 향상시켜 차량의 주행 거리를 5~10% 증가시킬 수 있습니다.
2. 컨트롤러의 전력 밀도를 18kW/L에서 45kW/L로 높여 소형화에 유리합니다.
3. 85%를 차지하는 효율 영역의 효율을 6% 향상시키고, 중저부하 영역의 효율을 10% 향상시킨다.
4. 탄화규소 전자 제어 프로토타입의 부피가 40% 감소하여 공간 활용도를 효과적으로 향상시키고 소형화 추세에 기여할 수 있습니다.
전자 제어 공간 계산: 시장 규모는 25억 위안에 달할 수 있습니다.
3년 연평균 성장률 189.9%
800V 차량 모델에서 모터 컨트롤러의 공간 계산을 위해 다음과 같이 가정합니다.
1. 고전압 플랫폼을 사용하는 신에너지 자동차는 모터 제어기 세트 또는 전기 구동 장치를 갖추고 있습니다.
2. 단일 차량 가격: 인텔의 2021년 연례 보고서에 발표된 해당 제품의 매출/판매량을 기준으로 할 때, 단일 차량 가격은 1,141.29위안/세트입니다. 향후 전자 제어 제품 분야에서 탄화규소 소자의 보급 및 확산이 제품 단가 상승으로 이어질 것을 고려하여, 2022년에는 단일 차량 가격이 1,145위안/세트가 되고 이후 매년 상승할 것으로 예상합니다.
저희 계산에 따르면, 2025년 800V 플랫폼 전기 제어기의 국내 및 글로벌 시장 규모는 각각 11억 5,400만 위안과 24억 8,600만 위안에 달할 것으로 예상됩니다. 2022년부터 2025년까지 연평균 성장률(CAGR)은 각각 172.02%와 189.98%입니다.
차량용 전원 공급 장치: SiC 소자 응용, 800V 개발 지원
제품 성능 향상 측면에서, 기존 실리콘 MOS 튜브와 비교했을 때, 실리콘 카바이드 MOS 튜브는 낮은 전도 저항, 높은 내전압, 우수한 고주파 특성, 고온 저항, 그리고 극히 작은 접합 정전 용량과 같은 탁월한 특성을 지니고 있습니다. 실리콘 기반 소자를 사용하는 차량용 전원 공급 장치(OBC) 제품과 비교했을 때, 스위칭 주파수를 높이고, 부피와 무게를 줄이며, 전력 밀도를 향상시키고, 효율을 높일 수 있습니다. 예를 들어, 스위칭 주파수는 4~5배 증가하고, 부피는 약 2배, 무게는 2배 감소하며, 전력 밀도는 2.1kW/L에서 3.3kW/L로 증가하고, 효율은 3% 이상 향상됩니다.
SiC 소자의 적용은 자동차 전력 제품이 고출력 밀도, 고변환 효율, 경량화 및 소형화와 같은 트렌드를 충족하고 고속 충전 및 800V 플랫폼 개발 요구에 더욱 잘 부응하도록 도울 수 있습니다. 또한 DC/DC 컨버터에 SiC 전력 소자를 적용하면 높은 내전압성, 낮은 손실 및 경량화라는 이점을 얻을 수 있습니다.
시장 성장 측면에서 보면, 기존의 400V DC 고속 충전기에 적응하기 위해 800V 전압 플랫폼을 탑재한 차량은 배터리 고속 충전을 위해 400V를 800V로 승압하는 추가 DC/DC 컨버터를 장착해야 하므로 DC/DC 장치에 대한 수요가 더욱 증가했습니다. 동시에 고전압 플랫폼은 차량용 온보드 충전기(OBC)의 업그레이드를 촉진하여 고전압 OBC 시장에 새로운 제품들을 추가했습니다.
차량 전력 공급 공간 계산: 25년 동안 30억 위안 이상 투자 예상, 22~25년 내 연평균 성장률 두 배 증가
800V 차량 모델에서 차량 전원 공급 제품(DC/DC 컨버터 및 차량용 충전기 OBC)의 공간 계산을 위해 다음과 같이 가정합니다.
신에너지 자동차는 DC/DC 컨버터 세트와 온보드 충전기(OBC) 또는 온보드 전력 통합 제품 세트를 갖추고 있습니다.
차량용 전력 제품 시장 규모 = 신에너지 자동차 판매량 × 해당 제품의 개별 차량 가격;
차량 한 대당 가격: 신루이 테크놀로지(Xinrui Technology)의 2021년 연례 보고서에 나타난 해당 제품의 매출액/판매량을 기준으로 산출했습니다. 그중 DC/DC 컨버터는 차량 한 대당 1,589.68위안, 온보드 OBC는 차량 한 대당 2,029.32위안입니다.
저희 계산에 따르면, 2025년 800V 플랫폼 기준 DC/DC 컨버터의 국내 및 글로벌 시장 규모는 각각 15억 8,800만 위안과 34억 2,200만 위안에 달할 것으로 예상되며, 2022년부터 2025년까지 연평균 성장률(CAGR)은 각각 170.94%와 188.83%를 기록할 것으로 전망됩니다. 또한, 차량용 충전기(OBC)의 국내 및 글로벌 시장 규모는 각각 20억 2,700만 위안과 43억 6,900만 위안으로, 같은 기간 연평균 성장률은 각각 170.94%와 188.83%에 이를 것으로 예상됩니다.
릴레이: 고전압 추세에 따른 물량 가격 상승
고전압 DC 릴레이는 신에너지 자동차의 핵심 부품으로, 차량 한 대당 5~8개가 사용됩니다. 고전압 DC 릴레이는 신에너지 자동차의 안전 밸브 역할을 하며, 차량 운행 중 연결 상태가 되어 차량 고장 발생 시 에너지 저장 시스템과 전기 시스템을 분리할 수 있습니다. 현재 신에너지 자동차에는 5~8개의 고전압 DC 릴레이가 필수적으로 장착되어야 합니다. (여기에는 사고 또는 회로 이상 발생 시 고전압 회로를 비상 전환하는 주 릴레이 1~2개, 주 릴레이의 부하를 분산하는 예비 충전기용 릴레이 1개, 갑작스러운 회로 이상 발생 시 고전압을 차단하는 급속 충전기용 릴레이 1~2개, 일반 충전용 릴레이 1~2개, 그리고 고전압 시스템 보조 장치용 릴레이 1개가 포함됩니다.)
중계 공간 계산: 25년 내 우주 산업에 30억 위안 투자 예상, 22~25년 동안 연평균 성장률 2배 이상
800V 차량 모델에서 릴레이의 공간을 계산하기 위해 다음과 같이 가정합니다.
고전압 신에너지 자동차에는 5~8개의 릴레이가 필요하므로 평균값을 기준으로 차량 한 대당 6개를 선택했습니다.
2. 향후 고전압 릴레이 플랫폼의 보급 확대로 차량당 DC 릴레이 가격 상승을 고려하여 2022년에는 개당 200위안으로 책정하고 매년 인상한다고 가정합니다.
저희 계산에 따르면 2025년 800V 플랫폼 고전압 DC 계전기 시장 규모는 약 30억 위안에 달할 것으로 예상되며, 연평균 성장률은 202.6%입니다.
박막 커패시터: 신에너지 분야의 최우선 선택
박막 커패시터는 신에너지 분야에서 전해 커패시터를 대체하는 유력한 대안으로 자리 잡고 있습니다. 신에너지 자동차의 전자 제어 시스템의 핵심 부품은 인버터입니다. 모선 전압 변동이 허용 범위를 초과하면 IGBT가 손상될 수 있습니다. 따라서 정류기의 출력 전압을 평활화 및 필터링하고 고진폭 펄스 전류를 흡수하기 위해 커패시터를 사용해야 합니다. 인버터 분야에서는 일반적으로 높은 서지 전압 저항성, 높은 안전성, 긴 수명 및 고온 저항성을 갖춘 커패시터가 요구됩니다. 박막 커패시터는 이러한 요구 사항을 더욱 효과적으로 충족할 수 있어 신에너지 분야에서 선호되는 소재입니다.
개인용 차량의 사용이 점차 증가함에 따라 박막 커패시터에 대한 수요는 신에너지 자동차 산업의 성장률보다 훨씬 높을 것으로 예상됩니다. 고전압 신에너지 자동차 플랫폼에 대한 수요가 증가하고 있으며, 고전압 고속 충전 기능을 갖춘 고급 전기차에는 일반적으로 2~4개의 박막 커패시터가 필요합니다. 따라서 박막 커패시터 제품은 신에너지 자동차 시장보다 더 큰 수요에 직면할 것입니다.
박막 커패시터 수요: 고전압 고속 충전이 새로운 성장 동력을 제공하며, 향후 22~25년간 연평균 성장률(AGR)은 189.2%에 달할 것으로 예상됩니다.
800V 차량 모델에서 박막 커패시터의 공간 계산을 위해 다음과 같이 가정합니다.
1. 박막 콘덴서의 가격은 차량 모델과 모터 출력에 따라 다릅니다. 출력이 높을수록 콘덴서의 용량과 가격이 높아집니다. 평균 가격을 300위안으로 가정하면,
2. 고압 고속 충전 기능을 갖춘 신에너지 자동차의 수요는 단위당 2~4대이며, 평균 수요를 단위당 3대로 가정합니다.
저희 계산에 따르면 2025년 800V 고속 충전 모델이 창출할 필름 콘덴서 시장 규모는 19억 3,700만 위안이며, 연평균 성장률(CAGR)은 189.2%에 달할 것으로 예상됩니다.
고전압 커넥터: 사용성과 성능 향상
고전압 커넥터는 인체의 혈관과 같으며, 배터리 시스템에서 다양한 시스템으로 에너지를 지속적으로 전달하는 기능을 합니다.
충전량 측면에서 보면, 현재 차량 시스템 아키텍처는 여전히 대부분 400V를 기반으로 하고 있습니다. 800V 고속 충전 수요를 충족하려면 800V를 400V로 변환하는 DC/DC 전압 변환기가 필요하며, 이로 인해 커넥터 수가 증가합니다. 따라서 800V 아키텍처를 사용하는 신에너지 차량의 고전압 커넥터 ASP(애플리케이션 성능 향상)가 크게 개선될 것입니다. 차량 한 대당 예상 비용은 약 3,000위안(기존 내연기관 차량은 약 1,000위안)입니다.
기술적인 측면에서 고전압 시스템용 커넥터의 요구 사항은 다음과 같습니다.
1. 고전압 및 고전류 성능을 갖추고 있습니다.
2. 다양한 작업 조건에서 높은 수준의 보호 기능을 구현합니다.
우수한 전자기 차폐 성능을 갖추고 있습니다. 따라서 800V 추세에 따른 성능 요구 사항을 충족하기 위해서는 고전압 커넥터의 기술적 개선이 불가피합니다.
퓨즈: 신형 퓨즈 보급률 증가
퓨즈는 신에너지 자동차의 "퓨즈"와 같습니다. 퓨즈는 시스템 내 전류가 정격값을 초과할 때 발생하는 열로 인해 퓨즈가 녹아 회로를 차단하는 전기 장치입니다.
신형 퓨즈의 보급률이 증가하고 있습니다. 여자 퓨즈는 전기 신호에 의해 여자 소자가 작동되어 저장된 에너지를 방출합니다. 기계적 힘을 통해 빠르게 차단점을 발생시켜 대전류의 아크를 소멸시키고 전류를 차단하여 보호 작용을 수행합니다. 기존 퓨즈와 비교하여 여자 콘덴서는 소형화, 저전력 소비, 강력한 전류 허용 용량, 대전류 충격 저항성, 빠른 동작 속도, 제어 가능한 보호 타이밍 등의 특징을 가지고 있어 고전압 시스템에 더욱 적합합니다. 800V 아키텍처의 확산 추세에 따라 여자 퓨즈의 시장 보급률은 급격히 증가할 것으로 예상되며, 차량 한 대당 평균 설치 비용은 250위안에 이를 것으로 전망됩니다.
퓨즈 및 고전압 커넥터용 공간 계산: 22년에서 25년까지 연평균 성장률(CAGR) 189.2%
800V 차량 모델에서 퓨즈 및 고전압 커넥터의 공간 계산을 위해 다음과 같이 가정합니다.
1. 고전압 커넥터의 차량 한 대당 가격은 약 3000위안입니다.
2. 차량용 퓨즈 한 개당 가격은 약 250위안입니다.
저희 계산에 따르면, 800V 고속 충전 모델 도입으로 인해 2025년까지 고전압 커넥터와 퓨즈 시장은 각각 64억 5,800만 위안과 5억 3,800만 위안 규모로 성장할 것으로 예상되며, 연평균 성장률(CAGR)은 189.2%입니다.
게시 시간: 2023년 11월 10일
