新能源汽車供應鏈的壯大關鍵在於EMC難題的解決

新能源汽車供應鏈的壯大關鍵在於EMC難題的解決

工程師譚軍 發表於 2018-08-30 09:10:07

　　近來，我國整體汽車銷量有著微降的趨勢，7月整體汽車銷量為188.9萬輛，同比下降4.0%。但在這種情況中卻有一股清流，新能源汽車繼續保持高速增長的趨勢，7月新能源轎車的銷量為9.04萬輛，新能源SUV的銷量8.37萬輛，分別同比增長53.59%、47.69%。

　　另外，乘聯會也發布了上半年的新能源汽車數據。上半年，全球新能源乘用車銷量達到72萬臺，同比增速達到32%。其中中國銷量達到35萬臺，同比增長60%。中國新能源乘用車18年1-6月的世界份額達到50%。

　　資本瘋狂追逐，一輪又一輪的投資機會。近日來，恆大法拉第未來智能汽車更是佔盡了近來關於未來汽車的熱點新聞。不僅引燃了整個汽車市場的熱情，更讓所有汽車從業者對行業未來充滿期待。

　　汽車電子是新能源汽車發展直接相關的二級市場，也是磁性材料和磁性器件企業近些年傾力開發的市場。在5G、無線傳輸、無人駕駛等技術的快速推進，新能源汽車也將加速朝著智能化、高頻化、網聯互通等方向發展，也必將對汽車電子的提出更為嚴格的要求，電磁兼容（EMC）也自然成為各車企不可規避的研發重點和難點。

　　新能源汽車上大量採用高壓和低壓的電力電子器件，在運行中都有可能由EMC引起錯誤。如果電磁兼容性能不能滿足要求，將會導致器件間斷性失靈或者永久性損壞，這些關鍵零件的失靈或者損壞輕則引起部件不能正常工作，重則會導致整車重大安全事故。

　　EMC是對電子產品在電磁場方面幹擾大小（EMI）和抗幹擾能力（EMS）的綜合評定，是產品質量最重要的指標之一。

　　北汽集團新技術研究院黨委委員輕量化技術部部長王智文認為，與傳統汽車相比，電動汽車電磁環境複雜的多，車內電子電氣部件佔據極大比重，電磁兼容性問題與整車安全密切相關，出現EMC問題的機率越來越大。

　　王智文說，電磁兼容是新能源汽車研發過程中必然會碰到的一個技術難題，對整車製造商提出了一定的挑戰。電動汽車較傳統汽車採用了更多的控制、監控、顯示和無線電等各種電子設備。

　　TDK也認為，EMI抑制已成為電子信號和數據傳遞、接收和處理領域的主要難題。汽車乙太網通過電纜或線束將現代系統的各個功能模塊互連在一起，具有極高的信號傳輸速度。然而，可靠的高速數據傳輸需要兼顧高噪聲抑制和低數據信號衰減。

　　正因為隨著高速數據傳輸設備、高速開關和高頻RF設備擠佔電磁環境，全球主要市場的EMC法規正變得越來越嚴格。全球標準機構已制定無源濾波器規範，例如基於IEC 60939的歐洲EN 60939規範，以及適用於美國的UL 1283或MIL-F-15733。

　　目前，鐵氧體磁芯和高磁導率抑制材料也正在不斷發展，以期抵抗頻率高達1GHz甚至更高的輻射噪聲。

　　另一方面，車聯網、4G、5G等通信技術的發展，也對新能源EMC的發展提出了新的要求。以上通信手段都是依靠無線信號的傳輸，因此車輛的電磁兼容性顯得格外重要，一旦通信頻率受到電磁幹擾，必然導致數據傳輸誤碼率增加甚至通信阻斷。此外，藍牙、WIFI等無線傳輸技術也是車聯網下的汽車廣泛應用的技術。

　　王智文認為，解決這些的問題的關鍵元件之一就是電感器件。對EMI器件中使用的電感器設計，人們在磁芯材料選用上曾做過很多探討。

　　選用價格低的矽鋼和鐵粉芯，其頻率特性不佳，易發熱，影響開關管工作;使用常規高性能鐵氧體材料，其飽和磁感應強度和居裡點低，需要增大磁芯尺寸與加大氣隙;選用坡莫合金鐵芯，成本則較高，而且大電流條件下使用時的性價比更高，因為這種電感器的工作頻帶在kHz級。

　　目前而言，納米晶材料正適合用於此頻帶，越來越被認可和採用。納米晶軟磁材料的薄帶厚度和電阻率決定其最佳應用頻率範圍在kHz頻帶，這正好與目前的新能源汽車中電力電子變換器的頻帶相同，具有廣闊的應用前景。

　　佛山中研非晶便是從事納米晶軟磁材料生產研發的企業，其董事長申旭斌自信地說，「中研的方案已經成為汽車領域的首選，在國內，只要談汽車領域的濾波電感、共模，還是做EMI、EMC，肯定首選找中研。」據悉，中研已經和吉利、宇通、上汽、東風等很多汽車開展了合作，申旭斌表示未來新能源汽車會是該公司的重點定位的市場。

　　記者採訪過江西大有科技等其他從事非晶納米晶生產研發的企業，也都紛紛表示新能源汽車是目前乃至將來企業發展的重中之重。

　　事實上，新能源汽車的發展也確實給磁性元件、軟磁材料企業的發展都帶來了深刻變革。隨著新能源汽車的迅猛發展和電子技術在現代汽車中愈來愈普遍的運用，給磁性元器件和磁性材料行業提供了一個令人鼓舞的應用領域。如環保節能的混合動力汽車其核心部件之一是電能轉換用DC-DC變換器，其中使用了類似TDK PC95的高性能的寬溫低損耗鐵氧體磁心，這是近來磁性元器件和磁性材料行業技術進步的標誌性成果之一，也為這一行業提供了未來看好的一個高端市場。目前已有日本豐田和本田的多款成熟車型在全球銷售。

　　

　　近些年來，絕大數磁性元件或磁性材料企業在轉型時都重點關注了新能源汽車，有意識的往新能源汽車緊靠。

　　綿陽經緯達科技有限公司董事長王強認為，汽車磁性材料及應用有其特殊性，一是起量快，價值比較大;二是技術含量比較高，是磁性企業轉型的一個機會。王強告訴記者，由於汽車領域要求比較高一點，所以公司在高端磁性元件方面的投入比較大，其取得的回報是得到像寶馬、奔馳等大型汽車廠的認可。

　　據了解，順絡電子在汽車電子領域的應用也隨著市場的變化不斷延伸發展，產品供給從最初的車載影音系統，逐步切入車輛安全控制系統，為汽車電動化、智能化提供多品種射頻器件、電子變壓器、功率電感產品。

　　順絡電子也自信受益於智能駕駛及新能源汽車方向的技術革新，汽車電子領域成為了電子元器件產品的新興應用市場，未來汽車電子零部件成本將佔整車成本比率將隨著技術進步大幅提升，市場空間廣闊。目前已成為Bosch、valeo等多個全球知名汽車電子客戶的合格供應商。未來，汽車電子將成為順絡電子產品主推的六大應用市場之一。

　　深圳科達嘉電子也為包括汽車電子在內的各領域廠商提供適合的一體成型電感、大電流電感、數字功放電感、磁棒電感、工字型插件電感等電感配套解決方案。此外，昭田磁電也吸引了像比亞迪、宇通客車這樣的汽車製造企業與之合作。

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