作為新能源汽車所需電感變壓器中價值成本最高的磁元件，升壓電感究竟“貴”在哪里?本期《對話》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)對升壓電感又有何技術(shù)要求?本期《對話》欄目，我們邀請了知名院校教授、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撥。

對話導(dǎo)覽：

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

2. 當前，電感企業(yè)(貴司)能否滿足整機企業(yè)對升壓電感的技術(shù)要求?升壓電感的最大技術(shù)難點在哪?

3. 上述專家教授與整機企業(yè)提及的技術(shù)難點和成本問題，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)展趨勢是什么?

對話嘉賓：

隨著新能源汽車向800V高壓系統(tǒng)發(fā)展，對升壓電感的數(shù)量需求有無改變?又會提出哪些更高的性能指標或是技術(shù)要求?進而對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)計好并不容易;其次，車規(guī)級電感變壓器對可靠性的要求很高，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)計方案的不同，一臺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，部分也會選用鐵鎳，具體選用的磁性材料類型會根據(jù)客戶的需求進行調(diào)整。

胡長生：在800V高壓系統(tǒng)中，對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，對升壓電感的數(shù)量需求有所增加，因為高壓系統(tǒng)需要更多的升壓電感來提高效率。同時，更高的性能指標或技術(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)計方案，那么對于對升壓電感數(shù)量的需求會越來越多。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。對于升壓電感來說，如果分成PFC和DCDC轉(zhuǎn)換器兩級來設(shè)計，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)當中。雖然現(xiàn)在很多車企采用電機逆變的方式來升壓，但這種方式效率相對較低。升壓電感目前價值量比較大，也是因為現(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)會選擇其他的設(shè)計方案來替代升壓電感的功能，但目前還沒有一個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。

當前，電感企業(yè)能否滿足整機企業(yè)對升壓電感的技術(shù)要求?升壓電感的最大技術(shù)難點在哪?

胡長生：在不同的電路當中對升壓電感的需求是不一樣的。就生產(chǎn)工藝來說，因為升壓電感的磁芯是通過燒結(jié)壓制而成的，其結(jié)構(gòu)不會有太多的選擇，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，即磁粉每個部分的特性要保持一致，其次在壓制的時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)需要對此進行特殊的工藝設(shè)計。

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，需要同時兼顧高飽和與低損耗。升壓電感選用立繞的線會更多一些。因為可靠性要求高，立繞線能盡量減少焊點。實際上，技術(shù)上的需求國內(nèi)的企業(yè)并不難做到，但是相對來說工藝會復(fù)雜一些。

通合電子：電感企業(yè)基本能夠滿足整機企業(yè)對升壓電感的技術(shù)要求，但是升壓電感的最大技術(shù)難點在于絕緣性能和耐壓性能，因為升壓電感需要在高壓環(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)計不同會有所改變，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，因為材料的選擇對電感的性能起至關(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)的使用對升壓電感絕緣方面的要求有所提高。有時尖峰電壓會超過800V，所以我們在做電感器測試的時候需要考慮到局部放電問題，因為這會影響到電感器的使用壽命。針對局部放電問題，我們在設(shè)計升壓電感時，繞線排布要更為平整，在結(jié)構(gòu)設(shè)計時，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高壓標準的絕緣線。

上述專家教授與整機企業(yè)提及的技術(shù)難點和成本問題，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，我們會選用散熱膠、導(dǎo)熱膠、灌封膠等產(chǎn)品進行輔助散熱，或是貼銅片等方式去加快散熱。現(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。因為升壓電感的特性要求比較高，但由于材料上沒有實現(xiàn)技術(shù)性突破，無法在小體積的同時滿足功能需求，因此現(xiàn)在升壓電感的體積對比其他的電感來說體積相對較大。實際上，不僅是國內(nèi)，國外生產(chǎn)的升壓電感體積都是相對較大的。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)能實現(xiàn)自動化生產(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升壓電感成本的60%-70%。唯有材料上面有突破性進展，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)熱比較嚴重對導(dǎo)熱材料提出了更高要求;此外，800V高壓也對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)費來開發(fā)電感器的輔助設(shè)計軟件和產(chǎn)品自動檢測裝置;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，我們會選用導(dǎo)熱硅膠來進行導(dǎo)熱。而針對抗震性的需求，我們在選用磁性材料時，對其壓制的密度會有要求，此外，包括繞制工藝、灌膠強度等各方面都需要全方位考慮。

勝美達：要提高耐壓性，在設(shè)計時就要選用耐壓性能更好的絕緣線材，如F級絕緣線等，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)在以下幾個方面：

1、產(chǎn)品的質(zhì)量控制和測試技術(shù)水平較低，無法滿足國際標準的要求。

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、技術(shù)開發(fā)、結(jié)構(gòu)設(shè)計方面技術(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、產(chǎn)品認證、可靠性測試等方面技術(shù)水平較低，無法滿足國際標準的要求。

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)的很多場合都已逐步實現(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，相對而言，國內(nèi)升壓電感的價格較高。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，就需要盡可能降低升壓電感的價格。

鷹峰電子：車載升壓電感產(chǎn)品具有高功率、大電流的特點，這對電感企業(yè)的繞線工藝、制造工藝和自動化生產(chǎn)能力都會有更高的要求。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快速發(fā)展，對比國外電感器制造企業(yè)，我們在技術(shù)上可以說不僅沒有多少差距，甚至是會略勝一籌。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可以滿足新能源汽車整機生產(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)相對領(lǐng)先。

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

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

鷹峰電子：首先，新能源汽車整機企業(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)的升壓電感已能實現(xiàn)全自動化生產(chǎn);其次，企業(yè)的研發(fā)水平和產(chǎn)品認證也是決定產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素。為此，我們專門設(shè)立了車規(guī)級電感的認證實驗室，能滿足IATF16949質(zhì)量管理體系認證的標準。

鉑恩氏：整機企業(yè)當然是希望我們電感企業(yè)生產(chǎn)越快越好。針對產(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)會制定明確的開發(fā)流程，每一階段的工作內(nèi)容和時間計劃都很明晰。

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。

從此次對話嘉賓的分享中，我們了解到，一臺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，對升壓電感更高的性能指標或技術(shù)要求也隨之而來。目前，整機企業(yè)主要對升壓電感的散熱性、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，未來一段時間內(nèi)升壓電感或?qū)⒊掷m(xù)保持高價水平。

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)，而升壓電感的市場需求卻與日俱增。新能源車載升壓電感市場或許能成為未來電感企業(yè)開拓的新藍海。

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