降本高達(dá)30%，磁集成是電源企業(yè)的福音嗎？

為什么說(shuō)磁集成將會(huì)是大功率電源產(chǎn)品趨勢(shì)?因?yàn)榻K端價(jià)格戰(zhàn)越來(lái)越激烈，只有磁集成才能同時(shí)解決電源企業(yè)的三大核心競(jìng)爭(zhēng)需求。

終端持續(xù)“卷”價(jià)格

儲(chǔ)能價(jià)格正式步入0.5元時(shí)代。從價(jià)格戰(zhàn)的角度來(lái)看，儲(chǔ)能領(lǐng)域自2023年起就已經(jīng)進(jìn)入“0.5元/Wh時(shí)代”，并且價(jià)格戰(zhàn)在不斷加劇，2024年儲(chǔ)能系統(tǒng)價(jià)格繼續(xù)走低。6月份中國(guó)華電集團(tuán)2024年第一批磷酸鐵鋰電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)框架采購(gòu)開標(biāo)，共吸引73家電源企業(yè)投標(biāo)，電源平均報(bào)價(jià)0.598元/Wh，最低報(bào)價(jià)0.495元/Wh，再度創(chuàng)下新低。

新能源汽車價(jià)格戰(zhàn)再度升級(jí)。剛結(jié)束的618年中大促，往年打折的基本都是數(shù)碼3C產(chǎn)品，而今年卻變成了汽車。比亞迪、理想、極氪、埃安、五菱、小鵬、零跑等國(guó)產(chǎn)品牌在此前多輪降價(jià)的前提下，再次推出了大力度優(yōu)惠活動(dòng)。慘烈的價(jià)格戰(zhàn)，疊加上游材料漲價(jià)，對(duì)磁性元件等上游供應(yīng)商形成雙重?cái)D壓，電源成本壓力可想而知。

現(xiàn)在正是新能源汽車市場(chǎng)發(fā)展的關(guān)鍵階段。2024年自主品牌累計(jì)份額56%，相對(duì)于去年同期增加6.6個(gè)百分點(diǎn)。5月自主品牌批發(fā)市場(chǎng)份額64%，較去年同期增長(zhǎng)9.2個(gè)百分點(diǎn)。當(dāng)我們的新能源汽車產(chǎn)品性能實(shí)現(xiàn)碾壓后，必須通過(guò)價(jià)格戰(zhàn)撕下外資車企百年的品牌積累，因此在接下來(lái)的一段時(shí)間內(nèi)，這種價(jià)格的壓力必將持續(xù)存在。

這不僅給電源企業(yè)帶來(lái)盈利上的壓力，也倒逼電源企業(yè)提升綜合實(shí)力和創(chuàng)新能力，在一定程度上也加速了電源產(chǎn)品技術(shù)的優(yōu)化和行業(yè)洗牌，過(guò)度的低價(jià)競(jìng)爭(zhēng)還可能對(duì)電源行業(yè)安全和健康發(fā)展造成隱患。

大功率化推高電源成本

除了終端電源產(chǎn)品價(jià)格的壓力，隨著電源不斷朝大功率發(fā)展，也推高了電源自身的成本。大功率趨勢(shì)下，一方面整體電源電路拓?fù)涓訌?fù)雜，使用的元器件數(shù)量也越來(lái)越多。比如隨著儲(chǔ)能系統(tǒng)功率增大，目前雙路三相的儲(chǔ)能逆變器，PFC電路中僅電感就需要3顆，還是大電感，LLC電路中又需要4顆諧振電感，復(fù)雜化的電路結(jié)構(gòu)也讓元器件用量飆升，電源產(chǎn)品成本隨之水漲船高。

另一方面，單顆元器件的體積和重量也越來(lái)越大，比如集中式光伏逆變器里面的那顆電抗器，小的幾千克，大的已高達(dá)幾十千克，塊頭越來(lái)越大的元器件;再比如充電樁模塊電源，電路拓?fù)渑c儲(chǔ)能電源類似，40kW模塊電源已到30kg，在功率不斷增加的情況下，目前40kW充電樁模塊電源中的主變壓器、諧振電感均采用了加工工藝更為復(fù)雜的膜包絞合線等等，這些都在進(jìn)一步推高電源產(chǎn)品成本。

電源模塊化發(fā)展導(dǎo)致尺寸接口迭代速度變慢

電源模塊化發(fā)展這個(gè)很好理解，比如車載OBC的3.3/6.6/11.2/22kW，充電樁的15/20/30/40/60kW，儲(chǔ)能的5/10/50/125/250kW等等，均在朝模塊化、平臺(tái)化發(fā)展，以滿足終端企業(yè)不同系列電源產(chǎn)品的兼容性，這也導(dǎo)致這些模塊電源產(chǎn)品形成了固定的尺寸、接口，而且在模塊電源的迭代之際依然會(huì)保留這種接口、尺寸，至少在初期會(huì)保留過(guò)渡期，以保證終端電源產(chǎn)品順利迭代。

優(yōu)優(yōu)綠能產(chǎn)品總監(jiān)朱翔在采訪時(shí)就表示，為了讓客戶更平滑地升級(jí)，優(yōu)優(yōu)綠能的模塊電源，30kW和40kW是同尺寸、同接口的，這么大功率的超充系統(tǒng)，對(duì)于模塊電源產(chǎn)品的功率密度、功率等級(jí)，包括單瓦的成本要求都越來(lái)越高。

這種電源產(chǎn)品規(guī)劃路徑和設(shè)計(jì)思路應(yīng)該是模塊電源企業(yè)的常用做法，至于60kW模塊電源產(chǎn)品是否繼續(xù)沿用相同的尺寸和規(guī)格我們還不得而知。

▲一充電樁模塊電源企業(yè)產(chǎn)品技術(shù)路線圖

但哪怕是現(xiàn)在市面上最主流的30/40kW模塊電源產(chǎn)品，其體積也依然是偏大的。以某家代表電源企業(yè)40kW模塊電源為例，尺寸為457*381*128mm，而新國(guó)標(biāo)充電樁功率上限已提高至900kW,如果采用當(dāng)前市面常見的模塊電源，需要23個(gè)才能實(shí)現(xiàn)，僅模塊電源部分體積就已達(dá)457*762*1536mm(雙排排列方式)，而目前市面還是以30kW模塊電源為主流，其體積將更大。

在終端市場(chǎng)卷價(jià)格的行情下，迫切需要對(duì)不斷上漲的電源成本進(jìn)行有效管控。有沒有一種辦法可以短期內(nèi)立竿見影地降低儲(chǔ)能產(chǎn)品生產(chǎn)成本呢?還真讓行業(yè)的工程師找到了一個(gè)行之有效的方法，答案就是：磁集成!

磁集成降本高達(dá)30%

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，開關(guān)電源的電路拓?fù)湟踩諠u成熟，電源整體的架構(gòu)已有多年沒有太大變化，比如目前比較火熱的新能源汽車、光伏、儲(chǔ)能、充電樁等領(lǐng)域的開關(guān)電源，從電路拓?fù)浼軜?gòu)層面而言，大體上都采用了PFC功率電路+LLC諧振電路的電源結(jié)構(gòu)。

而這也給磁集成技術(shù)留下了很好的發(fā)揮空間。中國(guó)電源學(xué)會(huì)磁技術(shù)專業(yè)委員會(huì)名譽(yù)主任委員、福州大學(xué)陳為教授表示，磁集成技術(shù)在LLC電路中的電源應(yīng)用相對(duì)較多，且發(fā)展較為成熟，從實(shí)際電源應(yīng)用情況來(lái)看，磁集成技術(shù)在性能、品質(zhì)等方面均能滿足光儲(chǔ)行業(yè)的要求。

比如從目前部分推出光儲(chǔ)逆變器磁集成解決方案的電源產(chǎn)品看，雙交錯(cuò)逆變方案中LLC電路的電感用量可從原來(lái)的6顆減少至3顆;雙路三相的逆變器中，網(wǎng)側(cè)PFC功率電路中3顆電感可集成為1顆，LLC諧振電路中電源電感用量可從8顆減少至4顆，不僅元器件數(shù)量大大減少，體積也大大縮小。

有實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，采用磁集成技術(shù)后，磁性元件體積和重量分別減少了25.68%和43.82%，顯著提高了電源的功率密度，電源成本也可降低10%-30%。

磁集成挑戰(zhàn)依然不小

看到這有人就會(huì)問(wèn)了，既然磁集成技術(shù)這么好，為啥以前沒人用?那還不是因?yàn)橐郧皟r(jià)格卷的沒哪里厲害，沒有人愿意放著現(xiàn)成的成熟電源方案不用，卻跑去把所有認(rèn)證流程走一遍!

隨著電源價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)逐步升級(jí)，以前看似多此一舉的操作，現(xiàn)在已變得越來(lái)越有性價(jià)比，甚至香了!

對(duì)于整個(gè)電源產(chǎn)業(yè)鏈而言，雖然說(shuō)磁集成技術(shù)有了可行性和經(jīng)濟(jì)效益，但想要落地卻并非易事。

首要的挑戰(zhàn)就是磁集成產(chǎn)品的設(shè)計(jì)問(wèn)題。磁集成產(chǎn)品的應(yīng)用，也將磁性元件行業(yè)推進(jìn)到了精細(xì)化計(jì)算的階段，電源設(shè)計(jì)和電源計(jì)算的復(fù)雜化，也讓電源工程師越來(lái)越難以分心兼顧，亟需在眾多磁性元件供應(yīng)商中遴選出在電源產(chǎn)品預(yù)研階段具備設(shè)計(jì)配合能力的供應(yīng)商。

其次則是產(chǎn)品生產(chǎn)工藝挑戰(zhàn)。既然是預(yù)研階段深度配合的產(chǎn)品，肯定是高度客制化以保證產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的，這也意味著現(xiàn)有產(chǎn)線很有可能無(wú)法滿足生產(chǎn)需求，需要對(duì)產(chǎn)線進(jìn)行升級(jí)，甚至研發(fā)配套的自動(dòng)化產(chǎn)線。

結(jié)語(yǔ)

綜合來(lái)看，磁集成可同時(shí)解決電源企業(yè)成本、效率和體積三大核心競(jìng)爭(zhēng)需求，在終端越來(lái)越卷的情況下，磁集成技術(shù)將在大功率電源產(chǎn)品中得到廣泛應(yīng)用。如何甄選出具備產(chǎn)品開發(fā)配合能力，并解決產(chǎn)品生產(chǎn)工藝問(wèn)題的供應(yīng)商，將會(huì)是接下來(lái)電源企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效，樹立競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵。

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審核編輯 黃宇