DC/DC轉換器國產化率高 優質磁企已直供整車廠
2021年，新能源汽車市場走勢與傳統燃油車形成強烈對比，雖然在體量上仍難以撼動，但誰符合全球綠色生態追求，誰贏得未來已漸趨明朗……在產業鏈條盤帶下，DC/DC轉換器在新能源汽車動力總成中找到了新的歷史使命!
新能源汽車銷量大增，消費認可度提升
9月8日，乘聯會發布最新數據顯示，我國8月新能源乘用車零售銷量達到24.9萬輛，同比增長167.5%，環比增12.0%。
1-8月全國新能源汽車零售147.9萬輛，同比增長202.1%。與傳統燃油車走勢形成強烈差異化的特征，實現對燃油車市場的替代效應，并拉動車市向新能源化轉型的步伐。8月新能源汽車國內零售滲透率17.1%，1-8月滲透率11.6%。同時，8月新能源汽車出口也呈現出了爆發式增長。
據EVTank預測，至2025年，全球新能源汽車銷量有望達到1200萬輛。
根據中國汽車工程學會編制的《節能與新能源技術路線圖2.0》，到2025年我國新能源汽車在新車銷量中滲透率將達到20%，屆時我國新能源汽車銷量有望達600萬輛。到2035年，新能源汽車更將成為主流，占總銷量50%。
普晶電子運營副總李峰兵告訴記者，得益于今年新能源汽車產銷增長態勢，普晶電子在這方面的磁性元器件產品業務基本與之呈正向關系。
深圳市永聯科技股份有限公司大項目經理陳小平認為，燃油車不符合國家“碳達峰，碳中和”政策，需求會逐漸降下來。對環境而言，新能源汽車用電可以采用光伏、風電等可再能源，再應用到純電動汽車，沒有什么尾氣排放，相對來說更環保，環境也得到了改善。
比亞迪汽車工業有限公司工程部副經理潘華說，目前消費者對新能源汽車續航里程的要求也是希望它更貼近于燃油車，甚至超過燃油車，特別是冬天用車方面，希望續航里程更長。
一些城市對于燃油車還實行了限制，而對新能源汽車則相對友好，以深圳為例，新能源汽車上牌不需要買牌。陳小平說：“我覺得實際上新能源汽車前幾年大家都普遍面臨一個里程焦慮、充電焦慮，現在里程焦慮基本都沒有了。”
他切身體驗，新能源汽車加速比燃油車快很多，體驗感很好。他還列舉了其同事的真實體驗，“我同事買了一個比亞迪，充電很快，可以開600公里，基本上一周充一次電，在深圳上下班用于代步，早晚來回80公里，差不多就是一周一充，實際上非常方便。” 陳小平表示，如果車主平時主要都是在城市與小區之間兩點一線，且兩邊都有配置充電樁，就更方便了。
一榮俱榮 DC/DC轉換器市值攀升
DC/DC轉換器是新能源汽車電驅動集成系統的重要模組，據統計，目前新能源車電驅動集成系統單車價值量普遍超過1萬元，在電動化催生下，電驅動系統成為一個高附加值的新能源汽車附帶產業。如若2025年我國新能源汽車銷量順利達到600萬輛，僅新能源汽車電驅動集成系統市場價值將超過600億元。
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DC/DC轉換器由控制芯片、電子變壓器、電感線圈、電容器和功率半導體等構成，其中鐵氧體磁芯、Si和SiC等為上游元件的重要原材料。
新能源汽車DC/DC轉換器的技術指標包括功率等級、效率、容積重量功率密度、散熱方式和成本等，其中效率是非常重要的指標，它可決定DC/DC轉換器的散熱方式。
DC/DC轉換器一端連接動力電池，另一端連接低壓蓄電池?？梢詫恿﹄姵馗邏恨D換成低壓對低壓蓄電池進行充電，同時還給整車低壓電氣設備供電，其作用類似于燃油汽車發電機。
新能源汽車涵蓋了純電動汽車、混合動力汽車等不同動力模式，DC/DC轉換器應用也有所不同。
在純電動汽車中，DC/DC轉換器應用主要包括對低壓蓄電池充電，低壓電氣設備供電，減速或制動時的能量回收及提供驅動電機所需要電壓等。
在當混合動力汽車中，當汽車啟動/極低車速時，DC/DC轉換器將動力電池電壓轉換成電動機所需要的電壓驅動電動機;當正常行駛時，DC/DC轉換器可將發動機發出的電能通過電壓轉換輸入給動力電池，完成充電過程。
當混合動力汽車爬坡/加速時，DC/DC轉換器將動力電池電壓轉換成電動機所需要的電壓驅動電動機;當制動/減速時，DC/DC轉換器完成能量回收過程;而當汽車停車且動力電池電量不合理時，它完成動力電池充電過程。
目前，新能源汽車DC/DC轉換器的功率很容易做到2kW，市面上已經有很多成熟的3kW產品了，一些廠商已達到6KW，更高功率的也陸續研制推出。從動力電池取電相對燃油車更容易，而且轉換效率可達到85%以上，可以加載更多的車載智能化低壓電器，增強用車體驗。
其次，燃油車車上低壓電器所需能量，一旦電池沒電，只能罷工。而新能源汽車則不然，只要動力電池有電，隨時可以通過DC/DC轉換器給12V蓄電池補電。因而，新能源汽車的智能化發展優勢是超過燃油汽車的
DC/DC轉換器國產化率高
在新能源汽車電驅動模塊設計中，DC/DC轉換器國產化率較高的模塊。一受訪的業內人士更是直言，新能源汽車DC/DC轉換器應該是唯一一款基本實現國產化的新能源汽車關鍵部件。目前國內擁有鐵城科技、英威騰、欣銳科技、合肥華耀、麥格米特、杭州富特、聯合汽車電子、英飛凌等多家生產廠家。
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其中，鐵城科技是車載電源解決專家，專注于新能源汽車領域的電動汽車DC/DC轉換器及車載充電機等產品的研發生產工作。鐵城科技生產的DC/DC轉換器最優產品功率輸出2kW，輸入電壓范圍144~540V，效率在95%以上。
英威騰在新能源汽車領域，其主要產品包括電機控制器、DC/DC轉換器等。該公司生產的DC/DC轉換器，自然冷卻方式的產品輸出功率最高實現2kW;英威騰DC/DC轉換器風冷型輸出功率最高實現3kW，水冷型最高實現2.5kW。
欣銳科技是北汽新能源、江淮汽車、長安汽車等廠商的重要供應商，為新能源汽車行業提供車載電源全方位整體解決方案，其主要技術集中在DC/DC轉換器和車載充電機，DC/DC轉換器核心優勢包括轉換效率96%以上。欣銳科技DC/DC轉換器產品輸入電壓范圍30~800V，輸出12V/24V/48V，功率范圍為0.8~6kW，轉換效率可達96%以上。
麥格米特也涉獵了DC/DC轉換器產品，其DC/DC轉換器模塊輸入電壓范圍200~700V，轉換效率高于95%，額定功率3.025kW。
這些廠商是目前國內，乃至全球市場上，DC/DC轉換器研發生產的佼佼者，其產品不僅應用在知名國產新能源汽車品牌上，在許多國際老牌車企推出的新能源汽車電驅動模塊上，也能見到它們的身影，如，英飛凌給寶馬、奧迪做配套。
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DC-DC 轉換器
目前，一些國外新能源汽車產業鏈廠商也正在從各個模塊不斷做創新，尋求合作商用的模式也在慢慢鋪開。
8月25日，環境、工程和戰略咨詢公司里卡多(Ricardo)宣布與韓國領先汽車電子元件制造商LS Automotive Technologies合作，開發一種為電動汽車的低壓網絡供電的先進的、高壓DC/DC轉換。
里卡多負責開發創新型DC-DC轉換器，該轉換器可從為電動汽車推進器提供動力的直流高壓電池中獲取能量，并將能量轉換從而用于車燈、風扇、泵、雨刮器和電子控制單元。此外，該能量轉換器的功率表轉換效率必須很高，從而確保很好地冷卻設備，且體積小。為了實現高效率、高能量密度和性能目標，里卡多將使用碳化硅和氮化鎵電力電子設備。憑借這一系列研發項目，里卡多獲得了先進的技術和經驗，因此能夠為轉換器打造出新穎設計。與現有的最新技術相比，該轉換器可大大改善效率和性能。
DC/DC轉換器集成超高“出鏡率”
對于安全性要求較高的新能源汽車來說，隔離型DC/DC轉換器的設計非常重要，設計難點包括熱設計、保護功能設計、EMC設計、效率及可制造性設計等方面。
在技術方向上，新能源汽車DC/DC轉換器將向著大功率、雙向、多合一集成、SiC材料、小尺寸的方向快速發展。
SiC作為第三代半導體材料，相比Si和GaAs具備高禁帶寬度、高熱導率、高擊穿場強等優勢;SiC在新能源汽車DC/DC轉換器上的應用將提升該器件的整體性能，包括降低損耗、縮小體積和提升開關頻率等。
第三代半導體材料給新能源汽車DC/DC轉換器，乃至其他電驅動模塊在減小體積方面帶來更多可能。新能源汽車的續航問題被逐漸解決后，開始向整車智能化加速邁進。相比于獨立部件的各自優化，系統層面集成的效率會更高。
而集成方案，同樣給體積帶來改變。
手握原創“三電”技術的比亞迪，在新能源汽車應用技術領先優勢已較為明顯?！靶履茉雌嚧饲耙回炇且?+3的模式設計，我們現在已經在往多合一的方向推動?！?比亞迪汽車工業有限公司工程部副經理潘華說。
目前主流集成方案包括二合一：DC/DC+OBC;三合一：DC/DC+OBC+高壓控制盒;未來，與電機控制系統，以及其他電驅動模塊集成的方案也將陸續出現，如與電機、電機控制器等融合的“五合一”、“七合一”等。
集成化的推動因素主要包括降低成本、提高效率、優化車企流程、智能化演進等。
隨著電驅動模塊集成化趨勢加快，鐵城科技相應的也推出了二合一、三合一產品。其DC/DC+OBC二合一產品可實現功率輸出1.5kW+6.6kW;DC/DC+OBC+PDU三合一集成最優產品輸出功率1.5kW(DC/DC)+6.6kW(OBC)，輸入電壓范圍144~540V，滿載效率DC/DC為95%以上。
英威騰也已推出DC/DC轉換器、 高壓電盒和OBC等多合一集成方案，DC/DC轉換器最高輸出功率可實現1.5kW，OBC最高可實現6.6kW;麥格米特、欣銳科技也都推出集成方案。
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華為DriveOne“七合一”電驅動系統圖示
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深圳麥格米特電氣股份有限公司磁性器件資深工程師段文輝說，DC/DC轉換器隨著集成化趨勢越來越明顯，磁性器件小型化、高功率化、可靠性要求非常高。
浙江大學電氣工程學院應用電子學系教授王正仕博士，對電動汽車中高性能電能變換(車載充電機OBC、車載DC/DC的高效率、深度集成車載電能變換等)、新能源發電中高效率電能變換，電力電子電能轉換器中電感、變壓器高頻磁性元件設計等研究方向有較深的理論與實踐經驗。
電動汽車OBC&DC/DC如若二合一集成，在磁性元件集成方面，他做了示范圖，如下圖所示，他認為，諧振電感Lr、升壓電感Lb，集成在主變壓器Tm內。
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優質磁企已供整車DC/DC轉換器
DC-DC轉換器也是集成電路，主要由主控板和功率器件(IGBT、電感器、電子變壓器等)組成。
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北汽EC180新能源車DC/DC轉換器拆解圖
杭州鐵城信息科技有限公司研發張總監說，目前所需要的磁芯都是按產品的需求去設計，每家的設計都存在差異性。他希望磁性器件企業在磁集成、功率密度等方面加快改進，協助他們產品設計。
段文輝主要負責麥格米特磁性元器件研發、設計、認證工作，包括一些前端技術的調研。他告訴記者，此前車載電源所用磁性元器件供應商主要集中在一些國外廠商，即便是目前，許多國內磁性元器件廠商在產品設計，資質等方面，仍未完全達到IATF16949汽車行業體系認證要求。
段文輝說，新能源汽車板塊的業務是麥格米特未來發展的重要業務，尤其是DC/DC轉換器、電驅動、MCU這幾個板塊未來會是麥格米特的主力業務?！拔覀兡壳斑@些業務已經進入過一些國內知名汽車廠商應用終端，未來將繼續深挖更多國內客源，并進一步開發國外主流廠家需求?！?
雖然新能源汽車DC/DC轉換器國產化率高，但高品質的國產電子變壓器國內供應商較少，尤其是車用的2KW、3KW大功率電子變壓器，國內供應商可選擇性有限，原材料供應也不夠穩定。
目前國內DC/DC轉換器功率普遍介于1-3KW，個別企業甚至已實現6KW，雅瑪西技術中心總監成偉個人認為，大功率肯定是未來DC/DC轉換器發展方向，但功率再大也有個限度。他認為DC/DC轉換器功率在3KW左右已經差不多到限度了。
與其他傳統產業相比，新能源汽車產業自然算得上新興行業，各種技術研發，自然也是從無到有的過程，近十年間也涌現了一批在新能源汽車領域具有代表性的磁性元器件供應商，主要聚集在廣東，尤其是深莞地區。如順絡電子、可立克、京泉華、海光電子、瑞格精密、雅瑪西、大忠電子等企業，這些企業有些已直接深入到車企設計環節。
成偉告訴記者，雅瑪西已經通過了16949、VDA等汽車行業質量認證體系。產品已用到部分DC/DC核心廠商，多數DC/DC廠商已有接觸，更深層次的合作有待后續跟進?！澳壳皣鴥扔行┢髽I，在產品穩定性、可靠性方面，只是實現基本功能，真正要成為車企的優質供應商，需要深入識別、解決客戶真正需求?！?
京泉華楊工告訴記者，他們已在汽車電子領域深耕多年，通過了IATF16949和VDA汽車行業質量體系認證。目前車載磁性元器件類產品是京泉華重要的產品發展方向，主要應用在新能源汽車電氣電控總成零部件，包括OBC車載充電機、DC-DC/DC-AC轉換器、BMS和充電器件等。
據悉，大忠電子一年生產包括用于包括車載項目變壓器的電子變壓器達1.3億只。大忠電子副總經理陳貴林說，在DC/DC轉換器模塊，磁性元器件在整個空間占比介于10%-20%之間。許多磁性元器件廠商與新能源汽車產業的聯系，都是通過諸如DC/DC、OBC等電源模組廠商合作，延伸至整車廠商。而大忠電子在一些客戶業務上，繞開電源廠已直接供應到汽車廠商，目前他們已與比亞迪長期合作多年。
普晶電子是華東一帶的磁性元器件代表企業，李峰兵認為，國內企業在布局新能源汽車方面，雖然產品的質量還沒有那么的完善，但布局比較早，國家給予的政策扶持推動著整個產業的發展。從整車品牌廠到零部件供應商，華東一帶在新能源汽車方面的產業鏈也越來越齊全。
據其透露，目前普晶電子在設計端就與一些大廠攜手開發了，他們主要提供的是新能源汽車用的整套磁性元器件解決方案，包括用于DC/DC倍流電感。目前普晶電子在汽車品類的磁性元器件，占到他們所有產品業務量超40%。
陳貴林說，目前新能源汽車上的主變壓器主要用到仍為鐵氧體材料，比如PC95材、PC96材。設計難點主要是損耗、溫升、EMC設計等，總的難點即為可靠性要求。汽車電子對可靠性要求是比較高，需要保證產品在很長周期內不會出現問題。
軟磁材料幾經變革，云路新能源也一直在尋找一些能滿足更高頻率下，損耗更低的材料。現在他們也跟很多公司在合作研發一些更高頻率、損耗更低、性能更優異的鐵氧體材料。
目前鐵氧體材料的發展已經從此前主流的PC40材質，歷經PC44、PC47，發展到PC95材質，但目前這一材質已不能完全滿足車載變壓器的使用了。目前，更多的軟磁廠商推出PC96、PC97等材料，正在被廣泛應用，但國內廠商材料供應的穩定性還需提升。
總結
在新能源汽車產業日新月異的局面下，DC/DC轉換器的市場價值看得見的深厚，加之DC/DC轉換器國產化率之高，給國內配套廠商機會可以預見!優質國產DC/DC轉換器磁性元器件供應商從量上來說，并不多見，也沒有任何一家可談已做到絕對的實力。新能源汽車產業是國家重要發展產業，也是目前磁性元器件清晰可見的高附加值的產品應用市場。國產磁性元器件廠商應重點把握契機，需奮起直追，盡早在資質、技術與市場上站穩腳跟。
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