《电动汽车和混合动力汽车电力电子市场-2018版》
2018-04-16 15:07:43   来源:麦姆斯咨询   评论:0   点击:

预计电动汽车和混合动力汽车在2018到2023年间的复合年增长率将达到两位数。这就意味着在2020年将有1000万辆包括全部类型的电动汽车和混合动力汽车出售,到2023年达到1800万辆。本报告展示了与电动汽车和混合动力汽车应用有关的电力电子市场有何不同表现。

Power Electronics for EV/HEV 2018

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谁将在电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)市场的爆炸式增长中受益?

从2017年到2023年间,电动汽车和混合动力汽车销售的复合年增长率将达到28%——IGBT功率模块市场规模将达到23亿美元

据麦姆斯咨询报道,电动汽车和混合动力汽车销量持续飙升。在2017年,人们一共购买了120万辆纯电动汽车(BEV)和插电式混合动力汽车(PHEV),相比2016年增长52%。去年,全混动和轻混动汽车销量为280万辆,同比增长22%。在2017年,一些欧洲的汽车制造商也推出了自己的48V轻度混合动力车型。这种解决方案具有非常好的成本效益,因为将车辆辅助系统电气化的同时,也减少了CO2的排放量,将会在2018至2019年被所有欧洲汽车制造商大量使用,中国厂商也将随后跟进。Yole认为48V系统能迅速助推市场发展。因为这些低成本的电气化车型很有吸引力,可以轻松地在从城市用车到高端豪华车型上实现应用,我们预期轻度混合动力车在2017年至2023年间的复合年增长率可达50%。

就电动汽车和混合动力汽车市场潜力的地域分布,本报告揭示了主要市场的差异和发展趋势。例如,当前中国就非常重视电动汽车和插电式混合动力汽车领域,在该领域去年中国占全球销售额的50%。从亚洲各大国的发展趋势来看,这种优势似乎还会持续下去。相比纯电动汽车,像日本或美国之类的国家更注重全混合动力汽车。但有点必须强调,即便中国展现了庞大的电动汽车和混合动力汽车市场,本土的公司也都参与了汽车制造,但能够达到一级元器件或功率模块供应商水平的公司却很少。而在这些领域,欧洲、美国和日本的公司占主导地位,在中国的供应链中更是如此。

经过对各种类型的电动汽车市场发展的评估,Yole预计电动汽车和混合动力汽车在2018到2023年间的复合年增长率将达到两位数。这就意味着在2020年将有1000万辆包括全部类型的电动汽车和混合动力汽车出售,到2023年达到1800万辆。本报告展示了与电动汽车和混合动力汽车应用有关的电力电子市场(如电源转换器和电源模块)有何不同表现。

2017~2023年按电动汽车和混合动力汽车类型细分的功率模块市场预测

2017~2023年按电动汽车和混合动力汽车类型细分的功率模块市场预测

具有成本效益的技术创新,是电动汽车和混合动力汽车产业的核心

在本报告中,介绍了电动汽车电池组技术及其所面临的挑战。生产成本是当今的主要障碍之一,但使用高电压的电池可能是一些汽车制造商的发展方向之一。

保时捷是朝这个方向发展的活跃度最高的公司,随后其背后的大众汽车集团也可能会采用这种技术。使用更高的系统电压带来的一个明显的优点是可以使用快速充电技术。

在绝缘栅双极晶体管(IGBT)功率模块级别,近年来封装设计有所转变。IGBT功率模块已不再采用传统的封装技术,即塑料外壳、有机硅凝胶封装和陶瓷基板。现在的封装更紧凑,用有机材料隔离环氧树脂转模模块,这是实现牵引逆变器IGBT模块的一大革新。这些紧凑和灵活的设计有助于更好地集成电源转换器。作为其中的一种转变,双面冷却模块已经在电动汽车和混合动力汽车产业中广泛应用。第一个采用双面冷却模块的是雷克萨斯汽车,而现在著名的丰田第四代普锐斯电动汽车和最新的博世、英飞凌以及Dynex公司的模块上也都采用了这种技术。这为电力电子与冷却系统的集成以及热管理系统的优化开辟了一条道路。

另一个重要的趋势是有机绝缘箔的到来,它避免了昂贵而刚性的陶瓷基板。令人惊讶的是,有机绝缘箔隔离层本身显现出了更低的热导率,只有10 W/mK,相比氧化铝有24W/mK和氮化硅有90W/mK。不过它给设计带来了灵活性,使用较厚的绝缘金属基板(IMS)结构,在其顶部和底部装上铜板,这可以为每个定制的设计优化热传导路径。这种新型基板显然将威胁到陶瓷基板供应商,因此他们需要利用新的、适用性更好的陶瓷方案予以回击。三菱正朝这个方向发展,在其电机模块中可见到将陶瓷和底板基板集成在一起的解决方案。

最后,报告讨论了碳化硅(SiC)金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)在电动和混合动力汽车转换器中的广泛应用。一些早期的采用者已经开始使用SiC,比如中国汽车制造商比亚迪的车载充电器,或者美国电动汽车代表特斯拉Model 3车型应用的逆变器。然而,SiC仍处于小批量使用阶段,仍需要将硅IGBT作为备份解决方案。其他汽车制造商更保守,还没有看到采用 SiC MOSFET所能带来的系统级优势。Yole对该产业进行了前景预测,及其与SiC在汽车供应链中的渗透相关的发展趋势。Yole还分析了GaN功率器件的潜力,但它们尚未成熟到可以在短期内应用于电动汽车。

电动汽车和混合动力汽车领域材料供应商的商业机会

电动汽车和混合动力汽车领域材料供应商的商业机会

充满活力的电动汽车和混合动力汽车产业将如何发展?新的商业机会是什么?

本报告探讨了电动汽车和混合动力汽车的市场和技术发展动态,包含了Yole分析师关于供应链变化和新商业机会的观点。如前所述,中国是当前最大的电动汽车市场。然而,用在中国大部分车上的IGBT功率模块都是外国制造的。对于中国电动汽车产业,特别是中国政府来说,这不是一个可持续的解决办法。中国当前的电动汽车产业模式主要基于几家本地和外国公司的合资企业,还处于汽车整车制造商层面,一级供应商级别的业务涉及较少。这主要是由于政府对外国公司的限制。在未来几年,我们应该可以看到中国政府为满足本土市场供应,而在功率器件制造方面采取的举措。

另外,在未来几年内,我们将看到许多成本降低举措,使技术更便宜,并有助于改善厂商电动汽车和混合动力汽车业务的财务状况。一些制造商称电动汽车由于成本太高而无利可图。其中,电池是成本高的主要原因,一级供应商们正努力在电源模块、转换器上寻找更好的技术来降低成本。SiC MOSFET在电动汽车和混合动力汽车中的应用,也将取决于一级供应商如何通过使用SiC降低系统级成本。为此,我们仍然期待在电动汽车和混合动力汽车产业的大量技术发展,将为各种各样的公司带来很多新的商业机会,包括材料供应商、集成器件制造商、中国的半导体公司、外包半导体封装测试公司,以及一级供应商。在Yole 2018版的报告中,对这个复杂的产业生态系统进行了详解。

电动汽车和混合动力汽车为传统电力电子供应商带来的威胁

电动汽车和混合动力汽车为传统电力电子供应商带来的威胁

本报告涉及的部分公司:BAIC, Beiqi, BMW, Bosch, BYD, Chery, Continental, CRRC/Dynex, Daimler, Delphi, Denso, Dongfeng, DAW, Fiat, Ford, Fuji Electric, Geely, General Motors, Hitachi, Honda, Huanghai, Hyundai, Infineon/ International Rectifier, JAC, Kandi, Kia, Macmic, Mitsubishi Electric, Mitsubishi Motors, Nissan, Oak Ridge National Laboratory, Porsche, Renault, SAIC, Schaeffler, Semikron, Siemens, Starpower, STMicroelectronics, Tesla Motors, Tianjin Qingyuan Electric Vehicles, Toshiba, Toyota, Valeo, Volkswagen, Volvo, Wanxiang Electric Vehicles, Zotye...

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