車載電源及芯片研究：從物理集成走向系統(tǒng)集成，國產(chǎn)芯片替代大有可為

佐思汽研發(fā)布了《2023年車載電源（OBC+DC/DC+PDU）及芯片行業(yè)研究報告》。

車載電源是新能源汽車核心部件，主要負(fù)責(zé)把動力電池的電能轉(zhuǎn)化為適合汽車使用的電壓和電流，并且還負(fù)責(zé)為汽車內(nèi)部的用電設(shè)備提供穩(wěn)定的電力支持。新能源汽車銷量快速增長帶動車載電源市場景氣度高漲。

車載電源中的OBC、DC/DC和PDU可以是單獨的組件也可以集成系統(tǒng)，從主流供應(yīng)商近兩年的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，獨立組件的比例正大幅下滑，“二合一”、“三合一”和“多合一”的集成形式出貨量則大幅增長。

車載電源向“多合一”集成趨勢發(fā)展

來源：弗迪動力

從物理集成走向系統(tǒng)集成的多合一方案

車載電源集成化趨勢明顯，OBC、DC/DC、PDU進一步與電驅(qū)、電控集成。弗迪動力、長安新能源、華為數(shù)字能源等均在推動集成OBC的多合一電驅(qū)動總成，高度集成的方式可以節(jié)省空間和重量，提升整體效能。

車載電源 “多合一” 集成產(chǎn)品

來源：佐思汽研《2023年車載電源（OBC+DC/DC+PDU）及芯片行業(yè)研究報告》

下一步，“多合一” 集成方案將逐漸從機械硬件的集成走向功率部件的融合，將軟件與后臺深度整合，形成一個驅(qū)動系統(tǒng)的控制域——把整體的電池數(shù)據(jù)、電驅(qū)數(shù)據(jù)、充電數(shù)據(jù)等完全集成，向動力域控制器方向深度演進。

華為：2023年4月推出的超融合"十合一"動力域模塊，首創(chuàng)芯片融合、功率融合、功能融合和域控融合，實現(xiàn)了BOM降低40%，芯片數(shù)量降低60%，使得車企開發(fā)效率提升30%。此外，還可以使得車輛前艙布置更為簡潔，釋放更多車內(nèi)空間，提升用戶的駕乘舒適性。

ST：ST新能源汽車創(chuàng)新中心圍繞Stellar系列構(gòu)建了各種系統(tǒng)解決方案，其中包括基于Stellar E的22kW OBC-DC/DC組合解決方案、基于Stellar P的多合一動力總成域控制器。

多合一動力總成域控制器基于ST最新一代Stellar P系列汽車MCU，包含以下部件的集成：主驅(qū)逆變器、車輛控制單元（VCU）、電池管理單元主板（BMU）、車載充電器（OBC）和DC/DC轉(zhuǎn)換器。高度集成的解決方案提升了功率密度，減少了高低壓連接器，同時優(yōu)化了硬件BOM和軟件開發(fā)維護成本。

ST多合一動力域架構(gòu)

來源：ST

車載電源上游供應(yīng)鏈，國產(chǎn)化替代大有可為

碳化硅廣泛應(yīng)用于車載電源產(chǎn)品

傳統(tǒng)硅基功率半導(dǎo)體在提升車載電源效率和功率密度上空間有限，碳化硅功率器件在導(dǎo)通電阻、阻斷電壓和結(jié)電容方面存在優(yōu)勢，正在高端新能源電動車上快速導(dǎo)入。
車載OBC和DC/DC已開始規(guī)?；瘧?yīng)用SiC器件，如PFC二極管切換為SiC SBD，或者OBC的DC/DC原邊電路MOS管切換為SiC MOS，全SiC方案也有望很快進入大批量應(yīng)用階段。
目前，比亞迪、特斯拉、現(xiàn)代、捷豹路虎、吉利、雷諾、上汽大眾、日產(chǎn)等車企已在車載電源中使用了第三代半導(dǎo)體SiC器件。

碳化硅應(yīng)用情況

來源：佐思汽研《2023年車載電源（OBC+DC/DC+PDU）及芯片行業(yè)研究報告》

英飛凌：2023年6月推出適用于汽車應(yīng)用的新一代1200 V CoolSiC? MOSFET，采用TO263-7封裝。該車規(guī)級碳化硅（SiC）MOSFET可提供高功率密度和效率，支持雙向充電，并可顯著降低車載充電（OBC）和DC/DC應(yīng)用的系統(tǒng)成本。

此外，新產(chǎn)品的開關(guān)損耗降低了25%，結(jié)溫降低了25%。

車載電源MCU主控芯片，國產(chǎn)化加速替代

目前，主要的車載電源芯片廠商正在積極改善產(chǎn)品性能，以滿足日益增長的高要求。

TI：在現(xiàn)有的車載電源系統(tǒng)中，客戶對于高效率、更好的熱表現(xiàn)往往會有很高的要求，無論是OBC還是通信電源都在越做越小，開關(guān)頻率也被越推越高，EMI面臨的挑戰(zhàn)就越大。2023年3月，TI推出獨立式有源電磁干擾(EMI) 濾波器集成電路 (IC)，能夠幫助工程師實施更小、更輕量的 EMI 濾波器，從而以更低的系統(tǒng)成本增強系統(tǒng)功能，同時滿足 EMI 監(jiān)管標(biāo)準(zhǔn)。

新的獨立式有源 EMI 濾波器IC產(chǎn)品系列可以在單相和三相交流電源系統(tǒng)中檢測和消除高達(dá) 30dB 的共模 EMI（頻率范圍為 100kHz 至 3MHz）；與純無源濾波器解決方案相比，該功能使設(shè)計人員將扼流圈的尺寸減小50%。

目前，在車載電源主控芯片市場，主要采用的是ST和TI的方案，尤其是TI的C2000系列芯片仍然出現(xiàn)在熱門電動車型上，例如小鵬P7，而主流的OBC/DC-DC供應(yīng)商，如欣銳科技、富特科技等也是采購的C2000系列作為主控芯片。

近兩年正是國內(nèi)主控芯片供應(yīng)商國產(chǎn)化替代的風(fēng)口期，國內(nèi)供應(yīng)商加快在主控芯片領(lǐng)域的布局，且正從基礎(chǔ)的OBC、DC-DC應(yīng)用向多合一的動力域發(fā)展。

國內(nèi)廠商車載電源控制芯片布局

來源：佐思汽研《2023年車載電源（OBC+DC/DC+PDU）及芯片行業(yè)研究報告》