对话 | 新能源车载升压电感究竟贵在哪里?

　　【哔哥哔特导读】作为新能源汽车所需电感变压器中价值成本最高的磁元件，升压电感究竟“贵”在哪里?本期《对话》栏目，我们共同探讨升压电感的技术难题和未来发展之路。

　　编者按：作为新能源汽车所需电感变压器中价值成本最高的磁元件，升压电感究竟“贵”在哪里?新能源汽车企业对升压电感又有何技术要求?本期《对话》栏目，我们邀请了知名院校教授、汽车行业企业代表和国内升压电感企业代表，共同探讨升压电感的技术难题和未来发展之路，为深耕汽车行业与电感行业的从业人员提供力所能及的点拨。

　　对话导览：

　　1. 随着新能源汽车向800V高压系统发展，对升压电感的数量需求有无改变?又会提出哪些更高的性能指标或是技术要求?进而对磁性材料提出了哪方面要求?

　　2. 当前，电感企业(贵司)能否满足整机企业对升压电感的技术要求?升压电感的最大技术难点在哪?

　　3. 上述专家教授与整机企业提及的技术难点和成本问题，电感企业如何解决?

　　4. 国内生产升压电感的电感企业屈指可数，对比国际电感企业，国内的电感企业生产的升压电感仍存在哪些技术上的差距?在升压电感领域，国产替代程度如何?

　　5. 伴随着汽车向800V高压方向的发展，升压电感未来的技术发展趋势是什么?

　　对话嘉宾：

　　随着新能源汽车向800V高压系统发展，对升压电感的数量需求有无改变?又会提出哪些更高的性能指标或是技术要求?进而对磁性材料提出了哪方面要求?

　　陈为：升压电感是PFC电路中非常关键的一个电感器，它的工作状况比较复杂，既有直流又有交流，因此想要设计好并不容易;其次，车规级电感变压器对可靠性的要求很高，在工艺上要做到抗震、防雾、防水等，才能一定程度上提高其产品的可靠性。材料方面，我们需要选用更低损耗的磁性材料。

　　鹰峰电子：在数量方面，根据电路设计方案的不同，一台新能源汽车大概需要用1-3颗升压电感。目前升压电感所用磁性材料以低损耗的铁硅为主，部分也会选用铁镍，具体选用的磁性材料类型会根据客户的需求进行调整。

　　胡长生：在800V高压系统中，对于升压电感的耐压性和绝缘性能都有更高的性能需求。

　　通合电子：随着新能源汽车向800V高压系统发展，对升压电感的数量需求有所增加，因为高压系统需要更多的升压电感来提高效率。同时，更高的性能指标或技术要求也随之而来，如磁通密度、绝缘性能、温度稳定性等。这就要求磁性材料具有更高的磁导率、更低的损耗、更高的绝缘性能和更高的温度稳定性。

　　汽车电子行业资深工程师：随着往800v 高压方向发展，若是选用升压电感的设计方案，那么对于对升压电感数量的需求会越来越多。但由于市面上也存在不适用升压电感而采用其他替代方案的模式，因此最终具体的数量要求要看各家电路设计方案来决定。

　　欣锐科技：800V高压系统主要改变的是功率器件以及变压器绕组。对于升压电感来说，如果分成PFC和DCDC转换器两级来设计，就需要升压电感搭配，不过现在很多高压器件已经发展成熟，并不一定需要用到升压电感，因此数量上更多要看各家企业的设计方案。

　　宏宇汽车电子：升压电感主要用在电源转换的系统当中。虽然现在很多车企采用电机逆变的方式来升压，但这种方式效率相对较低。升压电感目前价值量比较大，也是因为现在用量并非很多，产品只要批量生产了，成本就能慢慢降下来。以我们公司新能源车为例，一般会用到1-3颗升压电感。

　　顺络电子：数量方面，虽然说现在有的汽车企业会选择其他的设计方案来替代升压电感的功能，但目前还没有一个特别好的取代方案能完全替代升压电感的功能。所以说，升压电感仍有其存在的必要性。

　　当前，电感企业能否满足整机企业对升压电感的技术要求?升压电感的最大技术难点在哪?

　　胡长生：在不同的电路当中对升压电感的需求是不一样的。就生产工艺来说，因为升压电感的磁芯是通过烧结压制而成的，其结构不会有太多的选择，因此在生产结构上存在一定的限制。在生产过程中，要保证磁粉的均匀程度，即磁粉每个部分的特性要保持一致，其次在压制的时候需要保持一致的密度，另外，还要注意磁芯的拐角处，一般来说那里磁通密度比较高，这就导致磁芯拐角处的地方容易发热。而800V高压系统可能会使得绝缘绕组间发生变化，导致磁芯内部的热量难以散发出来，电感企业需要对此进行特殊的工艺设计。

　　陈为：升压电感的体积较大，而要把体积做小，饱和特性特别重要，需要同时兼顾高饱和与低损耗。升压电感选用立绕的线会更多一些。因为可靠性要求高，立绕线能尽量减少焊点。实际上，技术上的需求国内的企业并不难做到，但是相对来说工艺会复杂一些。

　　通合电子：电感企业基本能够满足整机企业对升压电感的技术要求，但是升压电感的最大技术难点在于绝缘性能和耐压性能，因为升压电感需要在高压环境下工作，绝缘性能和耐压性能是升压电感安全性能的关键，需要电感企业在研发和生产过程中做到质量上的把关。

　　汽车电子行业资深工程师：升压电感不是一个特殊的电感，在技术上并没有难以攻克的难题。不过由于其工作频率主要在10khz左右，大电流的工作环境使其需要有更粗的铜线。更多的材料、更大的体积是其生产成本较高的主要原因。未来结合碳化硅等第三代半导体材料有望能减小其体积，从而降低其成本。

　　宏宇汽车电子：升压电感的具体性能参数根据电源设置的设计不同会有所改变，未来，升压电感需要去适配第三代半导体材料来应用。此外，作为整机端工程师，我们比较看重电感企业要有专业的做材料的人员，因为材料的选择对电感的性能起至关重要的作用。

　　欣锐科技：若从生产工艺的角度来看，电感企业需要考虑如果将体积做到更小，散热更好。

　　鹰峰电子：800V高压系统的使用对升压电感绝缘方面的要求有所提高。有时尖峰电压会超过800V，所以我们在做电感器测试的时候需要考虑到局部放电问题，因为这会影响到电感器的使用寿命。针对局部放电问题，我们在设计升压电感时，绕线排布要更为平整，在结构设计时，绕组与铁芯之间以及绕组与水冷板之间要留有足够的电气间隙;另一方面，需选择绝缘层更厚的三层绝缘耐电晕漆包线。目前，已有专门用于耐800V高压标准的绝缘线。

　　上述专家教授与整机企业提及的技术难点和成本问题，电感企业如何解决?

　　顺络电子：散热方面，包括升压电感在内，电感变压器的散热都是有一定方法的。一般来说，我们会选用散热胶、导热胶、灌封胶等产品进行辅助散热，或是贴铜片等方式去加快散热。现在基本上车载电感变压器的散热问题在市面上都有较为成熟的解决方案了。

　　体积方面，升压电感体积较大的原因归根结底是材料的问题。因为升压电感的特性要求比较高，但由于材料上没有实现技术性突破，无法在小体积的同时满足功能需求，因此现在升压电感的体积对比其他的电感来说体积相对较大。实际上，不仅是国内，国外生产的升压电感体积都是相对较大的。若材料方面没有突破，为了匹配性能需求，体积就无法做小。

　　成本方面，升压电感的成本主要从材料和工艺两个角度来看。从工艺上看，顺络生产的升压电感已经能实现自动化生产，从而降低了生产中所需的用人成本。从材料来看，升压电感的原材料成本占了整个升压电感成本的60%-70%。唯有材料上面有突破性进展，才能够有效降低升压电感所需的成本。

　　鹰峰电子：降成本方面，我们首先要了解一下升压电感究竟贵在哪里。从材料成本来看，由于升压电感电流大、纹波大，导致其发热比较严重对导热材料提出了更高要求;此外，800V高压也对绝缘线材的选择提出更高要求。因此，导热材料和绝缘材料的成本就比一般的电感器更高;从研发成本来看，目前国内做升压电感的企业较少，需要我们投入更多的研发经费来开发电感器的辅助设计软件和产品自动检测装置;从生产成本来看，模具、骨架、注塑等生产升压电感所需的材料和部件都需要较大的前期投入。

　　在散热方面，我们会选用导热硅胶来进行导热。而针对抗震性的需求，我们在选用磁性材料时，对其压制的密度会有要求，此外，包括绕制工艺、灌胶强度等各方面都需要全方位考虑。

　　胜美达：要提高耐压性，在设计时就要选用耐压性能更好的绝缘线材，如F级绝缘线等，在后续的生产过程中还要避免其发生破损的情况。

　　国内生产升压电感的电感企业屈指可数，对比国际电感企业，国内的电感企业生产的升压电感仍存在哪些技术上的差距?在升压电感领域，国产替代程度如何?

　　在整机企业看来，

　　通合电子：国内生产升压电感的电感企业在技术上仍存在一定的差距，主要表现在以下几个方面：

　　1、产品的质量控制和测试技术水平较低，无法满足国际标准的要求。

　　2、产品的灵活性和可靠性较低，因此，在升压电感领域，国产替代程度较低。

　　3、国内企业在产品设计、技术开发、结构设计方面技术水平较低，无法满足复杂应用环境的要求。

　　4、国内企业在质量检测、产品认证、可靠性测试等方面技术水平较低，无法满足国际标准的要求。

　　总之，国内生产升压电感的电感企业在技术上仍存在一定的差距，在升压电感领域，国产替代程度也较低。

　　胡长生：材料这一块，我们必须承认国内与国外仍存在一定的差距。不过就器件而言，近些年我国电感变压器企业投资大、发展快，包括新能源汽车在内的很多场合都已逐步实现电感变压器国产替代。

　　但在电感厂商看来...

　　顺络电子：据我所了解，国内一些汽车行业的龙头企业都有用我们国产的升压电感，在技术上国内和国外生产的升压电感并没有特别大的差距。但就价格而言，由于国外汽车产业链发展较为成熟，升压电感的成本能得到有效控制，相对而言，国内升压电感的价格较高。国内企业生产的升压电感大多数也是选择出口国外，未来，若要开拓国内升压电感市场，就需要尽可能降低升压电感的价格。

　　鹰峰电子：车载升压电感产品具有高功率、大电流的特点，这对电感企业的绕线工艺、制造工艺和自动化生产能力都会有更高的要求。近年来，新能源汽车在我国发展十分迅速，伴随着新能源汽车的发展，对升压电感的需求也在提升。国内电感器制造企业紧跟着新能源汽车市场快速发展，对比国外电感器制造企业，我们在技术上可以说不仅没有多少差距，甚至是会略胜一筹。我们了解到比亚迪、大众等知名汽车企业都有采用我们的国产升压电感器，可见国内升压电感器的性能指标可以满足新能源汽车整机生产企业的要求，也能替代国外企业制造的升压电感器。

　　铂恩氏：我们的升压电感主要供应国外。对比国外电感企业，我们并没有什么技术差距，目前国内电感器的技术水平在国际上已经相对领先。

　　除了对升压电感提出技术方面的要求外，对于升压电感提供商，还会注重哪方面的资质?

　　通合电子：企业研发实力、交期、品牌、售后服务、产品质量等都是需要重点考察的方面。

　　鹰峰电子：首先，新能源汽车整机企业需要我们有大批量的稳定交货能力，现在我们鹰峰生产的升压电感已能实现全自动化生产;其次，企业的研发水平和产品认证也是决定产品质量的重要因素。为此，我们专门设立了车规级电感的认证实验室，能满足IATF16949质量管理体系认证的标准。

　　铂恩氏：整机企业当然是希望我们电感企业生产越快越好。针对产品交期问题，由于我们的产品主要出口海外，我们与国外的企业会制定明确的开发流程，每一阶段的工作内容和时间计划都很明晰。

　　结语：新能源车载升压电感作为新能源车所需电感变压器中价值最大的磁元件，其技术问题与成本问题一直备受行业人士关注。

　　从此次对话嘉宾的分享中，我们了解到，一台新能源车所需升压电感在1-3颗左右，以平均每辆新能源车需要2颗升压电感来计算，2022年我国新能源车产量超700万辆，则仅2022一年，国内新能源车所需升压电感数量就有1400万颗，市场发展前景广阔。

　　随着新能源汽车向800V高压系统发展，对升压电感更高的性能指标或技术要求也随之而来。目前，整机企业主要对升压电感的散热性、抗震性(安全性)及其体积大、成本高等方面提出要求。为此，国内升压电感企业顺络电子、鹰峰电子、铂恩氏、胜美达等提出了相应的产品解决方案。

　　升压电感的“贵”体现在，所需的磁性材料、导热材料、绝缘材料的需求都比传统的电感器更为严格，使得升压电感的材料成本大大提高。若材料上无明显突破，未来一段时间内升压电感或将持续保持高价水平。

　　值得一提的是，目前国内生产升压电感的企业仍屈指可数，而升压电感的市场需求却与日俱增。新能源车载升压电感市场或许能成为未来电感企业开拓的新蓝海。

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