磁集成為電源企業帶來的降本高達30%？
來源：《磁性元件與電源》雜志2024年08月刊
終端持續“卷”價格
儲能價格正式步入0.5元時代。從價格戰的角度來看，儲能領域自2023年起就已經進入“0.5元/Wh時代”，并且價格戰在不斷加劇，2024年儲能系統價格繼續走低。6月份中國華電集團2024年第一批磷酸鐵鋰電化學儲能系統框架采購開標，共吸引73家企業投標，平均報價0.598元/Wh，最低報價0.495元/Wh，再度創下新低。
新能源汽車價格戰再度升級。剛結束的618年中大促，往年打折的基本都是數碼3C產品，而今年卻變成了汽車。比亞迪、理想、極氪、埃安、五菱、小鵬、零跑等國產品牌在此前多輪降價的前提下，再次推出了大力度優惠活動。慘烈的價格戰，疊加上游材料漲價，對磁性元件等上游供應商形成雙重擠壓，成本壓力可想而知。
現在正是新能源汽車市場發展的關鍵階段。2024年自主品牌累計份額56%，相對于去年同期增加6.6個百分點。5月自主品牌批發市場份額64%，較去年同期增長9.2個百分點。當我們的新能源汽車產品性能實現碾壓后，必須通過價格戰撕下外資車企百年的品牌積累，因此在接下來的一段時間內，這種價格的壓力必將持續存在。
這不僅給企業帶來盈利上的壓力，也倒逼企業提升綜合實力和創新能力，在一定程度上也加速了技術的優化和行業洗牌，過度的低價競爭還可能對行業安全和健康發展造成隱患。
大功率化推高電源成本
除了終端價格的壓力，隨著電源不斷朝大功率發展，也推高了電源自身的成本。大功率趨勢下，一方面整體電路拓撲更加復雜，使用的元器件數量也越來越多。磁極總工程師海來布曲提到，隨著儲能系統功率增大，目前雙路三相的儲能逆變器，PFC電路中僅電感就需要3顆，還是大電感，LLC電路中又需要4顆諧振電感，復雜化的電路結構也讓元器件用量飆升，電源成本隨之水漲船高。
另一方面，單顆元器件的體積和重量也越來越大，比如集中式光伏逆變器里面的那顆電抗器，小的幾千克，大的已高達幾十千克，塊頭越來越大的元器件;再比如充電樁模塊電源，電路拓撲與儲能電源類似，40kW模塊電源已到30kg，在功率不斷增加的情況下，目前40kW充電樁模塊電源中的主變壓器、諧振電感均采用了加工工藝更為復雜的膜包絞合線等等，這些都在進一步推高電源成本。
電源模塊化發展導致尺寸接口迭代速度變慢
模塊化發展這個很好理解，比如車載OBC的3.3/6.6/11.2/22kW，充電樁的15/20/30/40/60kW，儲能的5/10/50/125/250kW等等，均在朝模塊化、平臺化發展，以滿足終端企業不同系列產品的兼容性，這也導致這些模塊電源產品形成了固定的尺寸、接口，而且在模塊電源的迭代之際依然會保留這種接口、尺寸，至少在初期會保留過渡期，以保證終端產品順利迭代。
優優綠能產品總監朱在采訪時就表示，為了讓客戶更平滑地升級，優優綠能的模塊電源， 30 kW和 40 kW是同尺寸、同接口的，這么大功率的超充系統，對于模塊電源的功率密度、功率等級，包括單瓦的成本要求都越來越高。
這種產品規劃路徑和設計思路應該是模塊電源企業的常用做法，至于60kW模塊電源產品是否繼續沿用相同的尺寸和規格我們還不得而知。
但哪怕是現在市面上最主流的30/40kW模塊電源產品，其體積也依然是偏大的。以某家代表企業40kW模塊電源為例，尺寸為457*381*128mm，而新國標充電樁功率上限已提高至900kW,如果采用當前市面常見的模塊電源，需要23個才能實現，僅模塊電源部分體積就已達457*762*1536mm(雙排排列方式)，而目前市面還是以30kW模塊電源為主流，其體積將更大。
在終端市場卷價格的行情下，迫切需要對不斷上漲的電源成本進行有效管控。有沒有一種辦法可以短期內立竿見影地降低儲能產品生產成本呢?還真讓行業的工程師找到了一個行之有效的方法，答案就是：磁集成!
磁集成降本高達30%
經過多年的發展，開關電源的電路拓撲也日漸成熟，整體的架構已有多年沒有太大變化，比如目前比較火熱的新能源汽車、光伏、儲能、充電樁等領域的開關電源，從電路拓撲架構層面而言，大體上都采用了PFC功率電路+LLC諧振電路的結構。
而這也給磁集成技術留下了很好的發揮空間。中國電源學會磁技術專業委員會名譽主任委員、福州大學陳為教授表示，磁集成技術在LLC電路中的應用相對較多，且發展較為成熟，從實際應用情況來看，磁集成技術在性能、品質等方面均能滿足光儲行業的要求。
比如從磁極推出的光儲逆變器磁集成解決方案產品看，雙交錯逆變方案中LLC電路的電感用量可從原來的6顆減少至3顆;雙路三相的逆變器中，網側PFC功率電路中3顆電感可集成為1顆，LLC諧振電路中電感用量可從8顆減少至4顆，不僅元器件數量大大減少，體積也大大縮小。
有實驗結果表明，采用磁集成技術后，磁性元件體積和重量分別減少了25.68%和43.82%，顯著提高了電源的功率密度，成本也可降低10%-30%。
磁集成挑戰依然不小
看到這有人就會問了，既然磁集成技術這么好，為啥以前沒人用?那還不是因為以前價格卷的沒哪里厲害，沒有人愿意放著現成的成熟方案不用，卻跑去把所有認證流程走一遍!
隨著價格競爭逐步升級，以前看似多此一舉的操作，現在已變得越來越有性價比，甚至香了!
對于整個產業鏈而言，雖然說磁集成技術有了可行性和經濟效益，但想要落地卻并非易事。
首要的挑戰就是磁集成產品的設計問題。磁集成產品的應用，也將磁性元件行業推進到了精細化計算的階段，設計和計算的復雜化，也讓電源工程師越來越難以分心兼顧，亟需在眾多磁性元件供應商中遴選出在產品預研階段具備設計配合能力的供應商。
其次則是產品生產工藝挑戰。既然是預研階段深度配合的產品，肯定是高度客制化以保證產品競爭力的，這也意味著現有產線很有可能無法滿足生產需求，需要對產線進行升級，甚至研發配套的自動化產線。
結語
綜合來看，磁集成可同時解決電源企業成本、效率和體積三大核心競爭需求，在終端越來越卷的情況下，磁集成技術將在大功率電源產品中得到廣泛應用。如何甄選出具備產品開發配合能力，并解決產品生產工藝問題的供應商，將會是接下來電源企業實現降本增效，樹立競爭優勢的關鍵。