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編者按：隨著電動汽車DC/DC+OBC朝著數(shù)字化深度集成、體積小、重量輕、功率密度大等趨勢發(fā)展，給磁性材料、磁芯、磁性器件等上游企業(yè)也帶來諸多考驗，本期《對話》欄目，我們邀請了國內(nèi)幾位生產(chǎn)DC/DC變換器、OBC的知名企業(yè)代表，以及磁芯、磁性器件等上游相關(guān)企業(yè)，聽聽上下游企業(yè)對于電動汽車動力系統(tǒng)和電源轉(zhuǎn)化等方面各方的訴求。

DC/DC變換器是將某一直流電源電壓轉(zhuǎn)換成任意直流電壓的變換器;車載充電機(jī)(OBC)是固定安裝在電動汽車上的控制和調(diào)整蓄電池充電的電能轉(zhuǎn)換裝置，都是電動汽車動力系統(tǒng)中很重要的一部分。

目前，生產(chǎn)電動汽車DC/DC變換器的國外企業(yè)有TDK、德爾福、聯(lián)合電子、博世、大陸、艾默生等，而國內(nèi)則主要有欣銳科技、康燦新能源、英威騰、力工新能源、洛陽嘉盛、南京中港電力、富特科技、合肥華耀電子、通合電子、核達(dá)中遠(yuǎn)通、深圳威邁斯、金霆正通等。這些企業(yè)生產(chǎn)的DC/DC變換器功率有1kW-5kW多個功率段。

生產(chǎn)車載充電機(jī)的國外企業(yè)主要有科世達(dá)、艾默生、法雷奧、英飛凌、博世等企業(yè)，國內(nèi)企業(yè)有富特科技、英威騰、欣銳科技、力工新能源、洛陽嘉盛、南京中港電力、通合電子、得潤電子、深圳威邁斯、金霆正通等。目前，國內(nèi)車載充電機(jī)功率主要有3.3kW、6.6kW，國外亦有更高功率段的相關(guān)產(chǎn)品的應(yīng)用。

康燦新能源謝根華：DC/DC轉(zhuǎn)換器作為電動汽車的核心部件，其中最大的難點(diǎn)就在于熱設(shè)計。對此，器件企業(yè)有何新的突破點(diǎn)?在材料和器件的選取上有何新的想法?

青島云路王世偉：在新能源汽車的DC/DC電源方面，我覺得需要重視變壓器的選型，選擇最優(yōu)的方案，最好用平面變壓器的方案去設(shè)計。與傳統(tǒng)變壓器相比，同等體積，平面變壓器的散熱效果是最好的!

田村(中國)聶應(yīng)發(fā)：是的，這對汽車廠商的選擇來說是最優(yōu)搭配，在性能上效率更高，體積更小。

青島云路王世偉：目前國內(nèi)如欣銳等廠家為了節(jié)省自身和客戶成本，在DC/DC電源模塊上采用的還是普通的變壓器，而不是價格相對較高，但性能更好的平面方案。而像杭州富特等一些公司，在做DC/DC時，基本上用的就是平面變壓器。磁芯方面，現(xiàn)在跟一些公司在合作，我們一直在尋找一些能滿足更高頻率下，損耗更低的材料。我們現(xiàn)在也跟很多公司在合作研發(fā)一些更高頻率、損耗更低、性能更優(yōu)異的鐵氧體材料。

對于我們來講，主要是覺得目前來講的話，新能源汽車針對OBC、DC/DC功率密度要求越來越高。OBC從3.3KW，到6.6KW，再11KW，功率不斷增大，但是體積其實(shí)并沒有大多少，也使得整個模組的功率密度越來越大，所以器件要解決散熱問題就越來越難。

大忠電子文成波：對于這方面的做法，大忠采用的是多功能的整合設(shè)計：包含磁性材料，導(dǎo)熱材料，導(dǎo)電材料，金屬屏蔽材料與吸波材料的選型與使用方法。進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計和模擬仿真：包括電磁仿真，熱仿真，可靠性測試。此外，針對新能源汽車器件需求，大忠建有汽車級標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)驗室。

銘普徐月朗：熱設(shè)計從兩方面來說，一個要看變壓器磁芯，b值(磁感應(yīng)強(qiáng)度)設(shè)定是否合理，磁芯是否適合在屏蔽下工作。一方面，設(shè)置一個合理的ΔB，讓鐵芯的溫升不要過高。另一方面，對銅線或者是銅箔，要求其電流密度、集膚效應(yīng)設(shè)計都要合理，這樣避免繞組溫升變化過大。另外設(shè)計方面的考量，可以通過軟件進(jìn)行仿真模擬，再進(jìn)行樣品實(shí)測對照，通過以上手法來控制它的溫升。材料的選型上面，工作頻率下選用合適的磁芯，也就是要考慮磁芯性的合適的工作頻率范圍。

斯比特劉吉云：現(xiàn)在主要都是用平板變壓器了，一些傳統(tǒng)的變壓器現(xiàn)在可能還是有，但是越來越少了。平板變壓器性能稍微高一點(diǎn)，較少出現(xiàn)失效的情況，而傳統(tǒng)變壓器，可能在使用一段時間以后，就會出現(xiàn)一些問題，一般變壓器保質(zhì)期是2-3年，而汽車的保質(zhì)期最少都10年以上。

麥捷楊文彬：以我們磁件廠商的角度來看，熱設(shè)計就是要解決散熱問題。解決這個問題有以下幾種方式：第一、常用的方式，將產(chǎn)品的繞組銅片像魚須一樣伸長，就可以讓器件的熱量隨著伸長的銅片導(dǎo)出。另一種，受到特殊的條件限制，通過灌膠的方式將新能源導(dǎo)熱膠灌封進(jìn)去，利用外殼進(jìn)行散熱。

一維新能源汪國軍：我最關(guān)注磁性器件的新材料、新工藝。我想了解，國內(nèi)這些產(chǎn)品目前的發(fā)展現(xiàn)狀和水平，有沒有新的工藝和材料能促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的后續(xù)發(fā)展?

斯比特劉吉云：現(xiàn)在主新材料就涉及很多種，如線材、磁芯、導(dǎo)熱膠等等。導(dǎo)熱膠的話，肯定就是尋找導(dǎo)熱系數(shù)最好的產(chǎn)品?，F(xiàn)在車大部分是采用水冷技術(shù)，很多器件、模組都在集成，其目的也就是減少震動，減少空間，降低成本，同時也會對器件造成一些影響。同樣的磁芯，如果輸出功率越大，成本就越低。因為影響電動汽車發(fā)展原因之一就是續(xù)航里程，電池容量的發(fā)展趨勢肯定是越來越大，充電速度也是越來越快，所以功率越大越好，每一種材料要求都會提高。

康燦新能源謝根華：車規(guī)級別的器件，價格相對都比較高，像半導(dǎo)體器件這些貨源都不是太好找，工藝做得比較好的車規(guī)級變壓器廠家也不是很多，想了解目前行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的變壓器企業(yè)在工藝上都有哪些新的改變或突破?

杭州鐵城張總：我比較想了解平板變壓器、電感、電容的分布方面是否有更好的解決方案或者工藝創(chuàng)新?

大忠電子文成波：我們在材料的選型上注重驗證其可靠性，在設(shè)計時有質(zhì)量控制計劃，在組裝時注重工藝可靠性，繞組的模塊化設(shè)計。

青島云路王世偉：在生產(chǎn)工藝上，我們主要從細(xì)分設(shè)計、生產(chǎn)設(shè)計兩方面去細(xì)化。設(shè)計的話，我們公司目前主要與福州大學(xué)合作。類似從電磁仿真、從銅損和鐵損的比例、熱仿真、散熱均勻等方案去優(yōu)化性能設(shè)計。

我還是希望從立項一開始，模塊廠家就得和磁性器件廠家溝通好。從設(shè)計參數(shù)、從設(shè)計方案、工藝方案、工藝條件等方面共同溝通，聯(lián)合開發(fā)設(shè)計。

如果到了設(shè)計中后期，下游方案都定形了，再讓磁性器件廠家再去改某些工藝，或者一些生產(chǎn)方案的話就會比較麻煩，因為現(xiàn)在為了降低溫升，很多磁性器件，氣隙已經(jīng)開了很多段，工藝也是越來越復(fù)雜。所以說我們還是希望在項目立項的時候，從最初的時候，大家就一塊聯(lián)合開發(fā)，以更合理、更簡單的方式去實(shí)現(xiàn)溫升等不同技術(shù)指標(biāo)的要求。

銘普徐月朗：首先要符合車載電子的要求，你必須通過AECQ的認(rèn)證，通過AECQ的各項汽車實(shí)驗，使用材料也要達(dá)到其要求等級。 我們生產(chǎn)的平板變壓器，小電流部分用PCB去進(jìn)行設(shè)計;大電流的次級繞組用銅片來進(jìn)行設(shè)計。這就是把PCB與銅片結(jié)合在一起，再通過針狀去連接，這也是平板變壓器的一種設(shè)計方式。對于一般的電流小的我們用PCB，電流大我們用銅箔，最大電流可達(dá)上百安培。

主持人卞婭琪：OBC、DC/DC廠商現(xiàn)在更傾向于采用什么樣式的磁芯?

奧蒂電控吳建俠：變壓器材質(zhì)主要以鐵硅鋁為主。

麥捷楊文彬：不同的磁芯的抗飽和能力是不同的，這些都是有一定范圍的。鐵氧體的抗飽和能力較弱，鐵粉芯的抗飽和能力較強(qiáng)。

青島云路王世偉：如果用于車載DC/DC電源，且采用平面方案的話，一般是采用一些扁平化的磁芯，如PQI磁芯。像我們一般就愿意用那種高度較矮，長寬較大的那類磁芯。因為它的橫截面積比較大，繞線空間比較大，我們希望的是減少繞線層數(shù)，如EQ這樣平面化結(jié)構(gòu)的磁芯散熱性能就比較好。采用高度較高的磁芯，需要繞線很多層，散熱效果不佳，如PQ、EE等結(jié)構(gòu)類型的磁芯。

康燦新能源謝根華：對于磁芯的選型，我認(rèn)為沒有說哪個就一定是最好的，根據(jù)設(shè)計的實(shí)際需求來選擇即可，一些設(shè)計模塊要求器件滿足耐大電流，節(jié)省空間的話，可能就會選擇平面變壓器。

田村(中國)聶應(yīng)發(fā)：目前采用PQ、EQ相對多些，其它構(gòu)造相對較少。

銘普徐月朗：我覺得PQ、EQ都是合適的。第一，它的截面積比較大，屏蔽效果比較好，這是形狀方面的優(yōu)點(diǎn)。 同時，該產(chǎn)品的材質(zhì)、工作范圍也要注意。PQ、EQ形狀的磁芯是DC/DC、OBC里面能量轉(zhuǎn)化，目前主要的選型方式。由于它的截面積比較大，可以讓變壓器的功率密度更高一點(diǎn)。未來器件朝著扁平化趨勢發(fā)展，可以讓EQ做的比較扁平化一些，PQ則難以做到特別扁平化。

這里我給汽車廠商選型上的建議是，要選擇符合車載電子的小尺寸、高工作頻率、高功率密度的要求，以及高可靠性方面的要求，溫升方面的要求。當(dāng)然，選型方面必須得是符合車規(guī)產(chǎn)品的要求。

舍弗勒集團(tuán)高級系統(tǒng)工程師賀學(xué)智：隨著新能源汽車的逐漸普及，OBC和DC/DC的發(fā)展趨勢是什么樣呢?

大忠電子文成波：目前，三電合一將成為電動汽車電控未來發(fā)展趨勢。我想了解的是這一技術(shù)趨勢存在哪些技術(shù)門檻，對于元器件的要求又有哪些?

康燦新能源謝根華：是的，從目前來看，三電合一未來可能會朝著這個趨勢發(fā)展。對于器件廠商而言，變化應(yīng)該不會很大，不會存在太高的技術(shù)門檻。

一維新能源汪國軍：物理集成必須具備兩個能力，OBC設(shè)計和DC設(shè)計能力。 目前同時掌握這兩種設(shè)計能力企業(yè)并不多，做集成方案的企業(yè)較少，大部分做集成方案的企業(yè)都是一些主流企業(yè)和頭部廠商，小企業(yè)并不具備這種能力。 從技術(shù)層面來說，集成后期可能會帶來一些事先無法預(yù)測的問題。在集成的同等情況下，既要做到高功率密度，又要考慮到散熱結(jié)構(gòu)，本身就是一個難題。

集成化對變壓器的要求也會更高，集成化后，集成化的產(chǎn)品大部分情況下體積偏小，工作頻率更高。對于磁集成、新材料材質(zhì)都提高了要求，要求單個體積下傳輸?shù)墓β矢?。同時，集成以后，定制化要求會更多。包括磁芯材料的材質(zhì)、形狀，甚至還有非標(biāo)產(chǎn)品的存在，這也是目前我們在集成方面遇到的瓶頸。

奧蒂電控吳建俠：三電現(xiàn)在基本以LLC拓?fù)錇橹鳎琈OS大部分用的是650V，PFC部分有一顆碳化硅二極管。

法雷奧動力總成陳銘：在軟件層面上，會對整車VCU(整車控制器)寬通訊加密。對于三電來說，也要確保傳輸信號，電子元器件要考慮到失效問題，一些硬件，也會對器件的性能、體積等提出相應(yīng)的要求。

青島云路王世偉：模塊廠家在給不同的汽車廠家供貨時，由于整車廠家的安裝尺寸各異，使得模塊廠家同樣一個6.6KW功率段的產(chǎn)品，需要針對不同整車廠商設(shè)計不同的方案。于此同時，由于尺寸的不同，也會導(dǎo)致器件廠商要在滿足同樣電氣性能的前提下，也符合安裝尺寸規(guī)則。因為現(xiàn)階段新能源汽車產(chǎn)量相比燃油車而言，在需求量上較為有限，所以，小批量的這種生產(chǎn)需求和變動讓企業(yè)生產(chǎn)起來就顯得有點(diǎn)困難了。

目前我們主要合作的OBC、DC/DC廠家是欣銳和富特，與匯川和麥格米特也有合作。對于OBC和DC/DC來講，基本參數(shù)主要無非是輸入電壓、輸電電流、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、輸出范圍、頻率等。我認(rèn)為最好還是得有一些尺寸范圍要求，比如說OBC、DC/DC內(nèi)部模塊設(shè)計，給磁性器件所預(yù)留的空間有多大，有無新的變動或改進(jìn)，這些情況提前溝通和了解的話，會使得一些方案在進(jìn)行時會更加快速。

我們實(shí)際上也都清楚，不同汽車品牌、不同車型，給OBC、DC/DC模塊預(yù)留空間都不盡相同，所以很難實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化，其實(shí)器件廠商、模塊廠商都希望可以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。如果業(yè)界或國家機(jī)構(gòu)，有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的方案，對于模塊廠家、器件廠商都會會方便很多。

杭州富特周朝順：是的，這種標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題每個從業(yè)企業(yè)都會遇到，現(xiàn)行條件下只能按行業(yè)下游廠商的要求去做。

麥捷楊文彬：目前的供應(yīng)商采購平臺非常零散。如果集中化發(fā)展，那么這種競爭力相對來說會提高提升很多。到最后形成，不管是器件還是部件，都是按標(biāo)準(zhǔn)化來規(guī)劃，大家的競爭力相應(yīng)的也會得到提升。

不管是哪一個汽車廠商，他們所推出的不管是驅(qū)動電源還是OBC模塊，都是各自為政，相互之間不兼容。照目前的現(xiàn)狀，各大廠商所做出的問題有所不同。如果大家能夠統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化，才能體現(xiàn)出各自的優(yōu)秀。

此外，按標(biāo)準(zhǔn)化的模式進(jìn)行生產(chǎn)，也可以減少供需的矛盾。沒有規(guī)劃的定制化造成了很多生產(chǎn)呆料，也不利于降低成本。

斯比特劉春宣：6.6KW和3.3KW我們都在做，我們的市場占有率還挺高的，我們供給OBC廠商，可能每次提出的要求都不一樣，主要也是源于他們供給不同的車企、車型。到我們這里反應(yīng)出來的問題就是對器件的體積、效率、溫度實(shí)際都不一樣，所以我們目前做的基本都是定制件，這樣帶來直接的影響就是成本比較高。

銘普徐月朗：標(biāo)準(zhǔn)化也是我們一個關(guān)注重點(diǎn)，希望未來可以推動這一技術(shù)方向的發(fā)展，因為標(biāo)準(zhǔn)化可以減少開模的成本。

一維新能源汪國軍：在大部分的情況下，廠商定制化開模，也將導(dǎo)致成本增加，未來更換供應(yīng)商的難度也將進(jìn)一步加大。 目前很多企業(yè)還是借用原有的方案，我們也希望有新的方案能幫助解決這個瓶頸。 目前企業(yè)生產(chǎn)很多都是靠產(chǎn)品總量，實(shí)際定制化的產(chǎn)品需求量有限，定制化只能影響整個產(chǎn)業(yè)，如果大家同步往這個方向走，才能促進(jìn)產(chǎn)品通用化發(fā)展。

青島云路王世偉：受整機(jī)廠商生產(chǎn)變動影響，有些訂單沒有明顯的規(guī)律性和計劃性，模塊廠家在接到整車廠家需求后緊急向器件廠商下達(dá)訂單。但也會出現(xiàn)訂單剛下不久，訂單又改了，這就給雙方都帶來極大的不便，此前與國內(nèi)一些車載OBC、DC/DC廠家配合時，便偶爾會出現(xiàn)這種問題，導(dǎo)致庫存積壓，也會影響我們器件廠商后期繼續(xù)采購原材料、交貨等一系列問題。

康燦新能源謝根華：這種問題是新能源汽車產(chǎn)業(yè)上下游比較常見的問題，目前無法避免，這是這個行業(yè)亂象。汽車電源廠家也是受整車廠商指令向器件廠商發(fā)出供貨需求。因為實(shí)際訂單量少，又是長期合作比較好的客戶，客戶提出來，器件廠商也不得不盡量滿足其要求，所以比較棘手。

奧蒂電控吳建俠：希望未來盡量做到平臺化，根據(jù)不同的客戶只需要變動外殼即可。

法雷奧動力總成陳銘：不同OEM，會有不同的平臺，它會有不同的標(biāo)準(zhǔn)，肯定不可能這么快實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但是統(tǒng)一會是未來行業(yè)要去踐行的方向，只是不會這么快實(shí)現(xiàn)。

杭州鐵城張總監(jiān)：目前所需要的磁芯都是按產(chǎn)品的需求去設(shè)計，每家的設(shè)計都存在差異性。并不是簡單地去看單個產(chǎn)品，而是要看產(chǎn)品的實(shí)際需求。目前的需求的話希望在磁集成、功率密度方面有所改進(jìn)，相關(guān)的廠家能夠協(xié)助我們進(jìn)行設(shè)計。國內(nèi)哪些材質(zhì)更適合大功率密度、高集成化的發(fā)展?

邁斯寶研發(fā)部李經(jīng)理：我們也是比較關(guān)注如何提升磁性元器件的功率密度，磁集成方面再完善，來滿足我們車規(guī)產(chǎn)品的需求。

麥捷楊文彬：磁集成可以通過在仿真設(shè)計時期，將電感和電子變壓器集中設(shè)計在一起，不但能降低空間利用還能提高器件功率密度，最高可達(dá)到1兆。

田村(中國)聶應(yīng)發(fā)：據(jù)我了解，未來還是希望有更多體積小、性價比高的磁性器件出現(xiàn)。且隨著GaN功率半導(dǎo)體頻率提高，下游汽車及相關(guān)汽車電源模組廠商更需要高頻、低損磁材和FIW高壓三層絕緣電線來應(yīng)對。

大忠總工文成波：現(xiàn)在用于OBC、DC/DC的汽車級磁性器件的環(huán)境溫度要求有哪些?

英威騰孫松：我們主要對于磁性器件的絕緣等級有要求，現(xiàn)在汽車用的絕緣材料基本都是采用三層絕緣線。

麥捷楊文彬：一個是工作溫度，另一個是焊接溫度。工作溫度一般都不會太高，分為幾個等級，低溫等級范圍-40度到-55度，高溫等級范圍為120-135度。焊接類型常用的有回流焊和波焊，回流焊溫度耐溫要求比較高。波焊耐溫要求較低，抗溫度等級為120度，而回流焊能達(dá)到180度的抗溫等級。

奧蒂電控吳建俠：工作溫度一般在110度左右，其它的沒什么要求。