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)和成本問題，電感企業(yè)如何解決?

4. 國內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的電感企業(yè)屈指可數(shù)，對(duì)比國際電感企業(yè)，國內(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，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)于升壓電感來說，如果分成PFC和DCDC轉(zhuǎn)換器兩級(jí)來設(shè)計(jì)，就需要升壓電感搭配，不過現(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。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，雖然說現(xiàn)在有的汽車企業(yè)會(huì)選擇其他的設(shè)計(jì)方案來替代升壓電感的功能，但目前還沒有一個(gè)特別好的取代方案能完全替代升壓電感的功能。所以說，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)工藝來說，因?yàn)樯龎弘姼械拇判臼峭ㄟ^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，一般來說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，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)上的需求國內(nèi)的企業(yè)并不難做到，但是相對(duì)來說工藝會(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)上并沒有難以攻克的難題。不過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，升壓電感需要去適配第三代半導(dǎo)體材料來應(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。一般來說，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)底是材料的問題。因?yàn)樯龎弘姼械奶匦砸蟊容^高，但由于材料上沒有實(shí)現(xiàn)技術(shù)性突破，無法在小體積的同時(shí)滿足功能需求，因此現(xiàn)在升壓電感的體積對(duì)比其他的電感來說體積相對(duì)較大。實(shí)際上，不僅是國內(nèi)，國外生產(chǎn)的升壓電感體積都是相對(duì)較大的。若材料方面沒有突破，為了匹配性能需求，體積就無法做小。

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)成本來看，目前國內(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)來開發(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)過程中還要避免其發(fā)生破損的情況。

國內(nèi)生產(chǎn)升壓電感的電感企業(yè)屈指可數(shù)，對(duì)比國際電感企業(yè)，國內(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，國產(chǎn)替代程度如何?

在整機(jī)企業(yè)看來，

通合電子：國內(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，無法滿足國際標(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，國產(chǎn)替代程度較低。

3、國內(nèi)企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、技術(shù)開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面技術(shù)水平較低，無法滿足復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境的要求。

4、國內(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，無法滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的要求。

總之，國內(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，國產(chǎn)替代程度也較低。

胡長生：材料這一塊，我們必須承認(rèn)國內(nèi)與國外仍存在一定的差距。不過就器件而言，近些年我國電感變壓器企業(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)電感變壓器國產(chǎn)替代。

但在電感廠商看來...

順絡(luò)電子：據(jù)我所了解，國內(nèi)一些汽車行業(yè)的龍頭企業(yè)都有用我們國產(chǎn)的升壓電感，在技術(shù)上國內(nèi)和國外生產(chǎn)的升壓電感并沒有特別大的差距。但就價(jià)格而言，由于國外汽車產(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，國內(nèi)升壓電感的價(jià)格較高。國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的升壓電感大多數(shù)也是選擇出口國外，未來，若要開拓國內(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，新能源汽車在我國發(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)比國外電感器制造企業(yè)，我們?cè)诩夹g(shù)上可以說不僅沒有多少差距，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)都有采用我們的國產(chǎn)升壓電感器，可見國內(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)國外。對(duì)比國外電感企業(yè)，我們并沒有什么技術(shù)差距，目前國內(nèi)電感器的技術(shù)水平在國際上已經(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)品交期問題，由于我們的產(chǎn)品主要出口海外，我們與國外的企業(yè)會(huì)制定明確的開發(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：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)問題與成本問題一直備受行業(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顆升壓電感來計(jì)算，2022年我國新能源車產(chǎn)量超700萬輛，則僅2022一年，國內(nèi)新能源車所需升壓電感數(shù)量就有1400萬顆，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。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。若材料上無明顯突破，未來一段時(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)或許能成為未來電感企業(yè)開拓的新藍(lán)海。

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