隨著新能源汽車市場的蓬勃發(fā)展，車載充電器（OBC）作為電動汽車內(nèi)部不可或缺的能量轉(zhuǎn)換核心，其性能與效率直接關(guān)系到電動車的續(xù)航里程和用戶體驗(yàn)。而在OBC系統(tǒng)中，磁性元件作為關(guān)鍵組成部分，其技術(shù)進(jìn)步、成本控制及市場應(yīng)用，正日益成為行業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。

為了更好地了解車載OBC的基本構(gòu)成、磁性元件的重要性、技術(shù)革新、市場趨勢以及面臨的挑戰(zhàn)，我們采訪了杭州普晶電子科技有限公司技術(shù)經(jīng)理龔小華，深入探討車載OBC磁性元件的現(xiàn)狀與發(fā)展。

磁性元件在車載OBC中的重要性

磁性元件作為車載OBC中的關(guān)鍵組成部分，其性能直接影響到整個系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率、穩(wěn)定性和可靠性。在車載OBC的各個環(huán)節(jié)中，如PFC電路、LLC諧振變換器、電流監(jiān)測、EMI等，都離不開磁性元件的支持。這些元件不僅需要滿足嚴(yán)格的尺寸、安規(guī)和電氣性能要求，還需具備高度的集成度和可靠性，以適應(yīng)車載環(huán)境的復(fù)雜性和嚴(yán)苛性。

車載OBC的基本構(gòu)成與磁性元件用量

當(dāng)前市面上量產(chǎn)的車載OBC方案主要包括3.3kW、6.6kW、11kW和22kW等功率等級，基本都是采用前級PFC+后級LLC的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

首先，車載OBC接收交流電輸入，并處理共模干擾，確保電能傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性。接下來，通過PFC（功率因數(shù)校正）電路提高電能轉(zhuǎn)換效率，減少能量損失。

隨后，采用LLC諧振變換器作為主拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，利用其高效、低損耗的特點(diǎn)進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換。在諧振電感之后，電流互感器（CT）負(fù)責(zé)監(jiān)測電流，確保系統(tǒng)運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

最終，經(jīng)過輸出共模電感和濾波電感的處理，得到穩(wěn)定的直流輸出，為電池充電。此外，系統(tǒng)還配備了輔助電源模塊，包括輔源變壓器以及氣動裝置等組件，以滿足不同場景下的供電需求。

龔小華告訴我們：“綜合來看，普晶電子一套車載OBC磁性元件一般包含PFC電感、主變壓器、諧振電感、輸入/輸出濾波電感、互感器以及輔助變壓器等?！?/span>

需要注意的是，盡管不同功率等級的車載OBC在基本構(gòu)成上相似，但它們在具體實(shí)現(xiàn)和表現(xiàn)形式上可能有所不同。例如，3.3kW和6.6kW的車載OBC通常采用單相輸入，而11kW和22kW的車載OBC則采用三相輸入。

此外，11kW和22kW的車載OBC一般還具備雙向逆變功能，不僅可以將交流電轉(zhuǎn)換為直流電為電池充電，還能將電池中的直流電轉(zhuǎn)換為交流電反饋給電網(wǎng)或供其他設(shè)備使用。

這也意味著，雖然使用的磁性元件種類大致相同，但磁性元件用量和價值量則不一樣。

普晶電子磁性元件產(chǎn)品

車載OBC磁性元件成本

由于新能源汽車行業(yè)競爭加劇和磁集成技術(shù)的應(yīng)用，車載OBC的體積和成本正在不斷降低，相比于兩三年前，磁性元件的價格已下降了不少。

普晶電子不同功率段車載OBC磁性元件成本，Big-Bit資訊整理

目前，6.6kW車載OBC一套磁性元件大概在160-180元，11kW一套磁性元件約300元，22kW車載OBC一套磁性元件約650-700元，磁性元件在整個車載OBC系統(tǒng)的成本占比約10%-12%。但隨著技術(shù)的進(jìn)步，這個價格可能會更低。

龔小華提到，已經(jīng)有一些Tier 1供應(yīng)商甚至提出了140-150元的目標(biāo)價格（6kW車載OBC）。

未來隨著與整機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，比如氮化鎵方案的應(yīng)用，可能會使體積進(jìn)一步減小，成本有望進(jìn)一步降低。

降本增效成市場主旋律

車載OBC是小三電里面磁性元件占比最高的模塊，因此也受到了眾多磁性元件企業(yè)的關(guān)注，其競爭也更為激烈。

面對激烈的市場競爭和整機(jī)企業(yè)對性價比的追求，車載OBC磁性元件行業(yè)正經(jīng)歷著一場深刻的變革。一方面，隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷進(jìn)步和規(guī)?；?yīng)的顯現(xiàn)，磁性元件的成本正在逐步降低；另一方面，新材料、新工藝的應(yīng)用也為性能提升提供了可能。

磁集成技術(shù)作為近年來興起的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，正在逐步改變車載OBC磁性元件的設(shè)計(jì)和制造方式。通過高度集成的磁路設(shè)計(jì)，不僅有效減小了元件體積，還提升了能量轉(zhuǎn)換效率，降低了成本。這種“以小博大”的技術(shù)革新，正是當(dāng)前車載OBC磁性元件領(lǐng)域發(fā)展的重要方向。

龔小華告訴我們，“我認(rèn)為現(xiàn)在這種通過技術(shù)‘卷’成本的方式，不一定是壞事，意味著企業(yè)需要在技術(shù)端取得突破，在這個過程中會加速磁性元件企業(yè)的優(yōu)勝劣汰，促進(jìn)磁性元件技術(shù)的進(jìn)步，加快產(chǎn)業(yè)鏈整合的步伐。自身內(nèi)功足夠的企業(yè)一定能夠生存下來，未來也能夠發(fā)展得更好?！?/span>

為此，幾年前普晶電子便投入重金，針對車載OBC后級DC/DC變換器,以CLLC諧振變換器作為主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),通過對變壓器的磁芯尺寸進(jìn)行自定義設(shè)計(jì),開發(fā)出了變壓器漏感代替變換器諧振電感的磁集成解決方案。

未來，如何在保證性能的同時進(jìn)一步降低成本，將成為決定磁性元件企業(yè)競爭力的關(guān)鍵。同時，智能化、網(wǎng)聯(lián)化的發(fā)展趨勢也將為磁性元件行業(yè)帶來新的增長點(diǎn)。

普晶電子磁性元件產(chǎn)品圖

車載OBC對磁性元件供應(yīng)商的要求

由于涉及到車規(guī)安全，車載OBC對磁性元件的尺寸、安規(guī)和電氣性能方面都有明確要求。從Tier 1供應(yīng)商的角度來看，選擇的工廠必須經(jīng)過IATF 16949認(rèn)證的供應(yīng)商，以確保質(zhì)量和可靠性。此外，項(xiàng)目開發(fā)過程中還必須遵循嚴(yán)格的流程，滿足產(chǎn)品可靠性和可追溯性等方面的要求。

同時為了滿足產(chǎn)品一致性和可靠性要求，一些Tier 1廠家也會明確要求某些產(chǎn)品必須使用全自動化生產(chǎn)。

然而，從實(shí)際情況來看，市面上車型數(shù)不勝數(shù)，但能成為爆款的車型卻是鳳毛麟角，沒有車廠或Tier 1能保證自家產(chǎn)品能成為爆款，這也導(dǎo)致車載磁性元件產(chǎn)品呈現(xiàn)出小批次、多品類的特點(diǎn)，對磁性元件的自動化生產(chǎn)提出了挑戰(zhàn)，業(yè)界又是如何解決這一痛點(diǎn)呢？

龔小華表示，“從 APOP 開發(fā)流程來看，我們在送樣前就會確定產(chǎn)品的自動化方案，在前期做好成本的評估與核算，最終是否能夠采用自動化生產(chǎn)，需要根據(jù)客戶的需求量和報價來確定，包括有些設(shè)備是可以通用的，能夠節(jié)省一些成本。整個過程是會報告給客戶并得到客戶認(rèn)可的。”

以6.6kW車載OBC產(chǎn)品為例，普晶電子的磁性元件解決方案結(jié)合了客戶的需求和產(chǎn)線實(shí)際的可制造性，在開發(fā)過程中與客戶共同探討產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化合格率以及過程控制率，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的單工位品質(zhì)閉環(huán)，能用設(shè)備的盡量用設(shè)備，既提高了效率，又保證了產(chǎn)品的質(zhì)量，其車載OBC磁性元件方案深受品牌汽車客戶的青睞。

對于具備自主研發(fā)能力、能夠快速響應(yīng)市場變化的磁性元件企業(yè)來說，這無疑是一個彎道超車的好時機(jī)。通過技術(shù)創(chuàng)新和市場拓展，有望在激烈的競爭中脫穎而出。

普晶電子磁性元件產(chǎn)品圖

結(jié)語

綜上所述，車載OBC磁性元件作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中的重要一環(huán)，其技術(shù)革新和市場趨勢不僅關(guān)乎磁性元件企業(yè)自身的生存與發(fā)展，更對整個行業(yè)的未來產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。我們期待更多有志之士加入這場技術(shù)革命的洪流中來，共同推動車載OBC磁性元件乃至整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)向前發(fā)展。

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審核編輯 黃宇