新能源汽车“小三电”发展趋势

新能源汽车市场经历了2020年和2021年的突飞猛进式发展后，从去年开始，全球乘用车新能源渗透率的增速已经释放出明显放缓的迹象。全球三大主要汽车市场也呈现出截然不同的走势。根据乘联会数据，今年前5月中国国产零售新能源渗透率已经达到40.3%，作为对比，2024年3月，美国和欧盟的新能源车渗透率分别为9.3%和20.1%。

在新能源市场增长放缓的同时，中国新能源车产业链的出海速度并未放缓，插电式混合动力汽车领域的销量表现也非常突出。据乘联会最新报告显示，2024年1-5月期间，中国新能源汽车市场总销量同比增长34.4%，其中纯电动汽车（BEV）销量同比增长17.4%，插电式混合动力汽车（PHEV）销量同比大幅增长70.1%。

放眼未来几年，新能源汽车市场还将持续稳定增长，轻易不会改变在汽车市场的主导地位。这也为新能源“小三电”带来了增量需求。

由于动力系统不同，新能源汽车 “三电”取代了传统燃油车有油箱、发动机、变速箱等。新能源汽车的增量部件主要包括大三电（动力电池、电机控制器、电机）以及小三电（车载充电机OBC、DC/DC变换器、高压配电盒PDU）。

基于小三电之间的共性，集成式方案乃至电气化多合一的产品设计已成为主流，当前大部分产品将原本分散的控制器通过物理的方式，在结构上将多产品集成到一个壳体中，以形成“合一”性的新产品。这样的集成方式降低了产品总重量，减少了产品体积，有利于整车的轻量化设计，同时多产品集成对零件总成本起到了优化作用。

意法半导体新能源汽车技术创新中心电气化系统市场经理苏子瑞指出，动力域多方向的电气化集成是市场的一大发展趋势，随着新能源汽车平台向800V高压迈进，OBC功率段从6.6kW拓展到11kW甚至更高，动力域零部件选择性电气化融合的趋势加强，比如OBC和DC/DC+PDU结合，也有如电池管理BMS（BMU部分）+VCU，或者Inverter+DC/DC等。以意法半导体为例，其已实现了一款多合一动力域控制器的电气化集成方案样机，里面包含了五合一：BMU、VCU、Inverter、OBC+DC/DC，“这样做的目的是为客户提供灵活的集成方案，根据自身的需求和市场策略来选择集成形态。”

针对OBC+DC/DC集成车载充电机应用，面对不同的电压平台，会有多样的发展方向和可能性。首先在拓扑、功率器件选择上，目前传统的成熟方案是以PFC+CLLC为主做OBC部分，同时也看到了一些单极拓扑OBC方案。在功率器件选择上，使用第三代半导体碳化硅器件，对于新能源汽车能效具有一定的提升作用，能效的提升意味着更高的续航里程，这也是对于可持续发展的考量。

苏子瑞提出，随着市场发展，多合一应用形态会对MCU提出更新、更细的要求，“我们目前得到的MCU市场的反馈，主要关注这些资源：首先是MCU主核及可锁步的数量及内核的主频；其次是对于MCU存储资源的需求，像OTA对MCU存储资源，要求具备更大的容量，从而支持更多代码量的存储和运作处理；MCU是否具有丰富的硬件资源，充足的高速ADC/DAC资源，不同功能的计数器模块，数字/模拟比较器模块、硬件加密模块等这样的不同资源来支持客户的多样需求，更加有利于客户针对MCU平台化的开发。”

当然，这样的集成形态演进，需要时间积累技术沉淀和进一步的系统验证，客户在选择OBC相关方案时也更看重产品成熟度、系统协同度以及在拥有充分的稳定性的同时，具备一定创新性。苏子瑞表示，“现在的OBC+DC/DC市场趋于成熟，我们引入新方案时无疑会考虑到对传统方案带来的改良及可靠性的延续，毕竟经过时间和市场的验证，传统方案已经得到了客户的认可。同时，在当下竞争白热化的中国汽车市场，也要设身处地考虑到主机厂面对的行业环境压力，作为OBC+DC/DC方案怎样通过创新的思路和技术手段带来更好的充电效率，减缓里程焦虑，同时兼顾成本需求。”

综合来看，电气化发展趋势主要向平台化、集成化、跨域融合等方向演进，从开始的分立式“大三电、小三电”部件走向集成形态的动力域模块，可以降低优化BOM成本、整体芯片数量、开发周期、以及顺应“软件定义汽车”潮流更高效的OTA体验，提升了客户开发效率，贴合目前中国新能源汽车市场快速发展迭代的趋势。而提及到电气化发展之中的合作模式，ST也提供多样的支持服务，如与行业内的OEM、Tier 1等合作开发，深入交流、配合本土化的技术应用团队以帮助客户项目快速落地面市，共同推动电气化发展。