作為新能源汽車所需電感變壓器中價(jià)值成本最高的磁元件，升壓電感究竟“貴”在哪里?本期《對(duì)話》欄目，我們共同探討升壓電感的技術(shù)難題和未來(lái)發(fā)展之路。

編者按：作為新能源汽車所需電感變壓器中價(jià)值成本最高的磁元件，升壓電感究竟“貴”在哪里?新能源汽車企業(yè)對(duì)升壓電感又有何技術(shù)要求?本期《對(duì)話》欄目，我們邀請(qǐng)了知名院校教授、汽車行業(yè)企業(yè)代表和國(guó)內(nèi)升壓電感企業(yè)代表，共同探討升壓電感的技術(shù)難題和未來(lái)發(fā)展之路，為深耕汽車行業(yè)與電感行業(yè)的從業(yè)人員提供力所能及的點(diǎn)撥。

對(duì)話導(dǎo)覽：

1. 隨著新能源汽車向800V高壓系統(tǒng)發(fā)展，對(duì)升壓電感的數(shù)量需求有無(wú)改變?又會(huì)提出哪些更高的性能指標(biāo)或是技術(shù)要求?進(jìn)而對(duì)磁性材料提出了哪方面要求?

2. 當(dāng)前，電感企業(yè)(貴司)能否滿足整機(jī)企業(yè)對(duì)升壓電感的技術(shù)要求?升壓電感的最大技術(shù)難點(diǎn)在哪?

3. 上述專家教授與整機(jī)企業(yè)提及的技術(shù)難點(diǎn)和成本問(wèn)題，電感企業(yè)如何解決?

4. 國(guó)內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的電感企業(yè)屈指可數(shù)，對(duì)比國(guó)際電感企業(yè)，國(guó)內(nèi)的電感企業(yè)生產(chǎn)的升壓電感仍存在哪些技術(shù)上的差距?在升壓電感領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代程度如何?

5. 伴隨著汽車向800V高壓方向的發(fā)展，升壓電感未來(lái)的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)是什么?

對(duì)話嘉賓：

隨著新能源汽車向800V高壓系統(tǒng)發(fā)展，對(duì)升壓電感的數(shù)量需求有無(wú)改變?又會(huì)提出哪些更高的性能指標(biāo)或是技術(shù)要求?進(jìn)而對(duì)磁性材料提出了哪方面要求?

陳為：升壓電感是PFC電路中非常關(guān)鍵的一個(gè)電感器，它的工作狀況比較復(fù)雜，既有直流又有交流，因此想要設(shè)計(jì)好并不容易;其次，車規(guī)級(jí)電感變壓器對(duì)可靠性的要求很高，在工藝上要做到抗震、防霧、防水等，才能一定程度上提高其產(chǎn)品的可靠性。材料方面，我們需要選用更低損耗的磁性材料。

鷹峰電子：在數(shù)量方面，根據(jù)電路設(shè)計(jì)方案的不同，一臺(tái)新能源汽車大概需要用1-3顆升壓電感。目前升壓電感所用磁性材料以低損耗的鐵硅為主，部分也會(huì)選用鐵鎳，具體選用的磁性材料類型會(huì)根據(jù)客戶的需求進(jìn)行調(diào)整。

胡長(zhǎng)生：在800V高壓系統(tǒng)中，對(duì)于升壓電感的耐壓性和絕緣性能都有更高的性能需求。

通合電子：隨著新能源汽車向800V高壓系統(tǒng)發(fā)展，對(duì)升壓電感的數(shù)量需求有所增加，因?yàn)楦邏合到y(tǒng)需要更多的升壓電感來(lái)提高效率。同時(shí)，更高的性能指標(biāo)或技術(shù)要求也隨之而來(lái)，如磁通密度、絕緣性能、溫度穩(wěn)定性等。這就要求磁性材料具有更高的磁導(dǎo)率、更低的損耗、更高的絕緣性能和更高的溫度穩(wěn)定性。

汽車電子行業(yè)資深工程師：隨著往800v 高壓方向發(fā)展，若是選用升壓電感的設(shè)計(jì)方案，那么對(duì)于對(duì)升壓電感數(shù)量的需求會(huì)越來(lái)越多。但由于市面上也存在不適用升壓電感而采用其他替代方案的模式，因此最終具體的數(shù)量要求要看各家電路設(shè)計(jì)方案來(lái)決定。

欣銳科技：800V高壓系統(tǒng)主要改變的是功率器件以及變壓器繞組。對(duì)于升壓電感來(lái)說(shuō)，如果分成PFC和DCDC轉(zhuǎn)換器兩級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)，就需要升壓電感搭配，不過(guò)現(xiàn)在很多高壓器件已經(jīng)發(fā)展成熟，并不一定需要用到升壓電感，因此數(shù)量上更多要看各家企業(yè)的設(shè)計(jì)方案。

宏宇汽車電子：升壓電感主要用在電源轉(zhuǎn)換的系統(tǒng)當(dāng)中。雖然現(xiàn)在很多車企采用電機(jī)逆變的方式來(lái)升壓，但這種方式效率相對(duì)較低。升壓電感目前價(jià)值量比較大，也是因?yàn)楝F(xiàn)在用量并非很多，產(chǎn)品只要批量生產(chǎn)了，成本就能慢慢降下來(lái)。以我們公司新能源車為例，一般會(huì)用到1-3顆升壓電感。

順絡(luò)電子：數(shù)量方面，雖然說(shuō)現(xiàn)在有的汽車企業(yè)會(huì)選擇其他的設(shè)計(jì)方案來(lái)替代升壓電感的功能，但目前還沒(méi)有一個(gè)特別好的取代方案能完全替代升壓電感的功能。所以說(shuō)，升壓電感仍有其存在的必要性。

當(dāng)前，電感企業(yè)能否滿足整機(jī)企業(yè)對(duì)升壓電感的技術(shù)要求?升壓電感的最大技術(shù)難點(diǎn)在哪?

胡長(zhǎng)生：在不同的電路當(dāng)中對(duì)升壓電感的需求是不一樣的。就生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)，因?yàn)樯龎弘姼械拇判臼峭ㄟ^(guò)燒結(jié)壓制而成的，其結(jié)構(gòu)不會(huì)有太多的選擇，因此在生產(chǎn)結(jié)構(gòu)上存在一定的限制。在生產(chǎn)過(guò)程中，要保證磁粉的均勻程度，即磁粉每個(gè)部分的特性要保持一致，其次在壓制的時(shí)候需要保持一致的密度，另外，還要注意磁芯的拐角處，一般來(lái)說(shuō)那里磁通密度比較高，這就導(dǎo)致磁芯拐角處的地方容易發(fā)熱。而800V高壓系統(tǒng)可能會(huì)使得絕緣繞組間發(fā)生變化，導(dǎo)致磁芯內(nèi)部的熱量難以散發(fā)出來(lái)，電感企業(yè)需要對(duì)此進(jìn)行特殊的工藝設(shè)計(jì)。

陳為：升壓電感的體積較大，而要把體積做小，飽和特性特別重要，需要同時(shí)兼顧高飽和與低損耗。升壓電感選用立繞的線會(huì)更多一些。因?yàn)榭煽啃砸蟾撸⒗@線能盡量減少焊點(diǎn)。實(shí)際上，技術(shù)上的需求國(guó)內(nèi)的企業(yè)并不難做到，但是相對(duì)來(lái)說(shuō)工藝會(huì)復(fù)雜一些。

通合電子：電感企業(yè)基本能夠滿足整機(jī)企業(yè)對(duì)升壓電感的技術(shù)要求，但是升壓電感的最大技術(shù)難點(diǎn)在于絕緣性能和耐壓性能，因?yàn)樯龎弘姼行枰诟邏涵h(huán)境下工作，絕緣性能和耐壓性能是升壓電感安全性能的關(guān)鍵，需要電感企業(yè)在研發(fā)和生產(chǎn)過(guò)程中做到質(zhì)量上的把關(guān)。

汽車電子行業(yè)資深工程師：升壓電感不是一個(gè)特殊的電感，在技術(shù)上并沒(méi)有難以攻克的難題。不過(guò)由于其工作頻率主要在10khz左右，大電流的工作環(huán)境使其需要有更粗的銅線。更多的材料、更大的體積是其生產(chǎn)成本較高的主要原因。未來(lái)結(jié)合碳化硅等第三代半導(dǎo)體材料有望能減小其體積，從而降低其成本。

宏宇汽車電子：升壓電感的具體性能參數(shù)根據(jù)電源設(shè)置的設(shè)計(jì)不同會(huì)有所改變，未來(lái)，升壓電感需要去適配第三代半導(dǎo)體材料來(lái)應(yīng)用。此外，作為整機(jī)端工程師，我們比較看重電感企業(yè)要有專業(yè)的做材料的人員，因?yàn)椴牧系倪x擇對(duì)電感的性能起至關(guān)重要的作用。

欣銳科技：若從生產(chǎn)工藝的角度來(lái)看，電感企業(yè)需要考慮如果將體積做到更小，散熱更好。

鷹峰電子：800V高壓系統(tǒng)的使用對(duì)升壓電感絕緣方面的要求有所提高。有時(shí)尖峰電壓會(huì)超過(guò)800V，所以我們?cè)谧鲭姼衅鳒y(cè)試的時(shí)候需要考慮到局部放電問(wèn)題，因?yàn)檫@會(huì)影響到電感器的使用壽命。針對(duì)局部放電問(wèn)題，我們?cè)谠O(shè)計(jì)升壓電感時(shí)，繞線排布要更為平整，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，繞組與鐵芯之間以及繞組與水冷板之間要留有足夠的電氣間隙;另一方面，需選擇絕緣層更厚的三層絕緣耐電暈漆包線。目前，已有專門(mén)用于耐800V高壓標(biāo)準(zhǔn)的絕緣線。

上述專家教授與整機(jī)企業(yè)提及的技術(shù)難點(diǎn)和成本問(wèn)題，電感企業(yè)如何解決?

順絡(luò)電子：散熱方面，包括升壓電感在內(nèi)，電感變壓器的散熱都是有一定方法的。一般來(lái)說(shuō)，我們會(huì)選用散熱膠、導(dǎo)熱膠、灌封膠等產(chǎn)品進(jìn)行輔助散熱，或是貼銅片等方式去加快散熱?，F(xiàn)在基本上車載電感變壓器的散熱問(wèn)題在市面上都有較為成熟的解決方案了。

體積方面，升壓電感體積較大的原因歸根結(jié)底是材料的問(wèn)題。因?yàn)樯龎弘姼械奶匦砸蟊容^高，但由于材料上沒(méi)有實(shí)現(xiàn)技術(shù)性突破，無(wú)法在小體積的同時(shí)滿足功能需求，因此現(xiàn)在升壓電感的體積對(duì)比其他的電感來(lái)說(shuō)體積相對(duì)較大。實(shí)際上，不僅是國(guó)內(nèi)，國(guó)外生產(chǎn)的升壓電感體積都是相對(duì)較大的。若材料方面沒(méi)有突破，為了匹配性能需求，體積就無(wú)法做小。

成本方面，升壓電感的成本主要從材料和工藝兩個(gè)角度來(lái)看。從工藝上看，順絡(luò)生產(chǎn)的升壓電感已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，從而降低了生產(chǎn)中所需的用人成本。從材料來(lái)看，升壓電感的原材料成本占了整個(gè)升壓電感成本的60%-70%。唯有材料上面有突破性進(jìn)展，才能夠有效降低升壓電感所需的成本。

鷹峰電子：降成本方面，我們首先要了解一下升壓電感究竟貴在哪里。從材料成本來(lái)看，由于升壓電感電流大、紋波大，導(dǎo)致其發(fā)熱比較嚴(yán)重對(duì)導(dǎo)熱材料提出了更高要求;此外，800V高壓也對(duì)絕緣線材的選擇提出更高要求。因此，導(dǎo)熱材料和絕緣材料的成本就比一般的電感器更高;從研發(fā)成本來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)做升壓電感的企業(yè)較少，需要我們投入更多的研發(fā)經(jīng)費(fèi)來(lái)開(kāi)發(fā)電感器的輔助設(shè)計(jì)軟件和產(chǎn)品自動(dòng)檢測(cè)裝置;從生產(chǎn)成本來(lái)看，模具、骨架、注塑等生產(chǎn)升壓電感所需的材料和部件都需要較大的前期投入。

在散熱方面，我們會(huì)選用導(dǎo)熱硅膠來(lái)進(jìn)行導(dǎo)熱。而針對(duì)抗震性的需求，我們?cè)谶x用磁性材料時(shí)，對(duì)其壓制的密度會(huì)有要求，此外，包括繞制工藝、灌膠強(qiáng)度等各方面都需要全方位考慮。

勝美達(dá)：要提高耐壓性，在設(shè)計(jì)時(shí)就要選用耐壓性能更好的絕緣線材，如F級(jí)絕緣線等，在后續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中還要避免其發(fā)生破損的情況。

國(guó)內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的電感企業(yè)屈指可數(shù)，對(duì)比國(guó)際電感企業(yè)，國(guó)內(nèi)的電感企業(yè)生產(chǎn)的升壓電感仍存在哪些技術(shù)上的差距?在升壓電感領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代程度如何?

在整機(jī)企業(yè)看來(lái)，

通合電子：國(guó)內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的電感企業(yè)在技術(shù)上仍存在一定的差距，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1、產(chǎn)品的質(zhì)量控制和測(cè)試技術(shù)水平較低，無(wú)法滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

2、產(chǎn)品的靈活性和可靠性較低，因此，在升壓電感領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代程度較低。

3、國(guó)內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)開(kāi)發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面技術(shù)水平較低，無(wú)法滿足復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的要求。

4、國(guó)內(nèi)企業(yè)在質(zhì)量檢測(cè)、產(chǎn)品認(rèn)證、可靠性測(cè)試等方面技術(shù)水平較低，無(wú)法滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

總之，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的電感企業(yè)在技術(shù)上仍存在一定的差距，在升壓電感領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)替代程度也較低。

胡長(zhǎng)生：材料這一塊，我們必須承認(rèn)國(guó)內(nèi)與國(guó)外仍存在一定的差距。不過(guò)就器件而言，近些年我國(guó)電感變壓器企業(yè)投資大、發(fā)展快，包括新能源汽車在內(nèi)的很多場(chǎng)合都已逐步實(shí)現(xiàn)電感變壓器國(guó)產(chǎn)替代。

但在電感廠商看來(lái)...

順絡(luò)電子：據(jù)我所了解，國(guó)內(nèi)一些汽車行業(yè)的龍頭企業(yè)都有用我們國(guó)產(chǎn)的升壓電感，在技術(shù)上國(guó)內(nèi)和國(guó)外生產(chǎn)的升壓電感并沒(méi)有特別大的差距。但就價(jià)格而言，由于國(guó)外汽車產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展較為成熟，升壓電感的成本能得到有效控制，相對(duì)而言，國(guó)內(nèi)升壓電感的價(jià)格較高。國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的升壓電感大多數(shù)也是選擇出口國(guó)外，未來(lái)，若要開(kāi)拓國(guó)內(nèi)升壓電感市場(chǎng)，就需要盡可能降低升壓電感的價(jià)格。

鷹峰電子：車載升壓電感產(chǎn)品具有高功率、大電流的特點(diǎn)，這對(duì)電感企業(yè)的繞線工藝、制造工藝和自動(dòng)化生產(chǎn)能力都會(huì)有更高的要求。近年來(lái)，新能源汽車在我國(guó)發(fā)展十分迅速，伴隨著新能源汽車的發(fā)展，對(duì)升壓電感的需求也在提升。國(guó)內(nèi)電感器制造企業(yè)緊跟著新能源汽車市場(chǎng)快速發(fā)展，對(duì)比國(guó)外電感器制造企業(yè)，我們?cè)诩夹g(shù)上可以說(shuō)不僅沒(méi)有多少差距，甚至是會(huì)略勝一籌。我們了解到比亞迪、大眾等知名汽車企業(yè)都有采用我們的國(guó)產(chǎn)升壓電感器，可見(jiàn)國(guó)內(nèi)升壓電感器的性能指標(biāo)可以滿足新能源汽車整機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的要求，也能替代國(guó)外企業(yè)制造的升壓電感器。

鉑恩氏：我們的升壓電感主要供應(yīng)國(guó)外。對(duì)比國(guó)外電感企業(yè)，我們并沒(méi)有什么技術(shù)差距，目前國(guó)內(nèi)電感器的技術(shù)水平在國(guó)際上已經(jīng)相對(duì)領(lǐng)先。

除了對(duì)升壓電感提出技術(shù)方面的要求外，對(duì)于升壓電感提供商，還會(huì)注重哪方面的資質(zhì)?

通合電子：企業(yè)研發(fā)實(shí)力、交期、品牌、售后服務(wù)、產(chǎn)品質(zhì)量等都是需要重點(diǎn)考察的方面。

鷹峰電子：首先，新能源汽車整機(jī)企業(yè)需要我們有大批量的穩(wěn)定交貨能力，現(xiàn)在我們鷹峰生產(chǎn)的升壓電感已能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn);其次，企業(yè)的研發(fā)水平和產(chǎn)品認(rèn)證也是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。為此，我們專門(mén)設(shè)立了車規(guī)級(jí)電感的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)室，能滿足IATF16949質(zhì)量管理體系認(rèn)證的標(biāo)準(zhǔn)。

鉑恩氏：整機(jī)企業(yè)當(dāng)然是希望我們電感企業(yè)生產(chǎn)越快越好。針對(duì)產(chǎn)品交期問(wèn)題，由于我們的產(chǎn)品主要出口海外，我們與國(guó)外的企業(yè)會(huì)制定明確的開(kāi)發(fā)流程，每一階段的工作內(nèi)容和時(shí)間計(jì)劃都很明晰。

結(jié)語(yǔ)：新能源車載升壓電感作為新能源車所需電感變壓器中價(jià)值最大的磁元件，其技術(shù)問(wèn)題與成本問(wèn)題一直備受行業(yè)人士關(guān)注。

從此次對(duì)話嘉賓的分享中，我們了解到，一臺(tái)新能源車所需升壓電感在1-3顆左右，以平均每輛新能源車需要2顆升壓電感來(lái)計(jì)算，2022年我國(guó)新能源車產(chǎn)量超700萬(wàn)輛，則僅2022一年，國(guó)內(nèi)新能源車所需升壓電感數(shù)量就有1400萬(wàn)顆，市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊。

隨著新能源汽車向800V高壓系統(tǒng)發(fā)展，對(duì)升壓電感更高的性能指標(biāo)或技術(shù)要求也隨之而來(lái)。目前，整機(jī)企業(yè)主要對(duì)升壓電感的散熱性、抗震性(安全性)及其體積大、成本高等方面提出要求。為此，國(guó)內(nèi)升壓電感企業(yè)順絡(luò)電子、鷹峰電子、鉑恩氏、勝美達(dá)等提出了相應(yīng)的產(chǎn)品解決方案。

升壓電感的“貴”體現(xiàn)在，所需的磁性材料、導(dǎo)熱材料、絕緣材料的需求都比傳統(tǒng)的電感器更為嚴(yán)格，使得升壓電感的材料成本大大提高。若材料上無(wú)明顯突破，未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)升壓電感或?qū)⒊掷m(xù)保持高價(jià)水平。

值得一提的是，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的企業(yè)仍屈指可數(shù)，而升壓電感的市場(chǎng)需求卻與日俱增。新能源車載升壓電感市場(chǎng)或許能成為未來(lái)電感企業(yè)開(kāi)拓的新藍(lán)海。

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