Размер и доля рынка инверторов для электромобилей по типам инверторов (SiC, IGBT); Диапазон мощности, силовая установка транспортного средства, тип транспортного средства - глобальный анализ спроса и предложения, прогнозы роста, статистический отчет на 2025-2037 гг.

Рынок инверторов для электромобилей: факторы роста и проблемы

Драйверы роста

• Расширение внедрения систем беспроводной зарядки электромобилей. Для систем беспроводной зарядки требуются высокочастотные инверторы, которые преобразуют мощность постоянного тока в мощность переменного тока, которая передается на автомобиль по беспроводной сети. Решающая роль, которую преобразователи переменного/постоянного и постоянного тока играют в управлении и преобразовании электрической энергии между системами передатчика и приема, оправдывает их продуманную конструкцию и эксплуатацию. Подаваемое напряжение изменяется с низкой частоты на высокую с помощью высокочастотного инвертора. Высокая частота способствует увеличению изменения потока передатчика, что повышает коэффициент связи. Способность передавать мощность повышается за счет высокого коэффициента связи.
  
  Производители электромобилей встраивают в свои автомобили системы беспроводной зарядки по мере роста инфраструктуры беспроводной зарядки, что увеличивает спрос на сложные инверторы, обеспечивающие более быструю зарядку и более удобные для пользователя. По данным Международного энергетического агентства (МЭА), к концу 2022 года насчитывалось 2,7 миллиона общественных зарядных станций, из которых в том же году во всем мире было установлено более 900 000. Это на 55 % больше, чем в 2021 году, и эквивалентно темпу роста на 50 % до пандемии в период с 2015 по 2019 год.
• Появление двунаправленной зарядки. Роль силовой электроники в зарядке аккумуляторов электромобилей стала еще более сложной и изощренной с появлением технологии двунаправленной зарядки, также известной как Vehicle-to-Grid (V2G). Эти системы также оснащены силовой электроникой, предназначенной для зарядки автомобиля и возврата энергии от аккумулятора в сеть или домой во время отключений электроэнергии или в периоды высокого спроса. В системах беспроводной зарядки электромобилей силовая электроника регулирует мощность в соответствии с потоком от аккумулятора автомобиля к первичной катушке, вторичной катушке и сети. Сочетание процессов, выпрямления и инверсии обеспечивает мощную передачу энергии без ущерба для протоколов и требований безопасности. Растущий спрос на технологию двунаправленной зарядки привел к увеличению внедрения современных инверторов для управления передовыми алгоритмами, позволяющими направлять двунаправленный поток энергии, обеспечивать стабильность сети и улучшать передачу энергии.
• Достижения в области инверторных технологий. Силовые инверторы постоянно совершенствуются с точки зрения энергоэффективности, термостойкости и надежности. Они также используются в гибридных автомобилях и автомобилях на топливных элементах, а также в электромобилях с аккумуляторной батареей, где они служат балансом и резервом для непрерывной работы электрических систем автомобиля. Современные инверторы легкие и компактные по весу и размерам, особенно по сравнению со всей массой автомобиля. Преимущества снижения веса инвертора уменьшаются для коммерческих автомобилей со значительно большей снаряженной массой.
  
  Крупные игроки выпускают на рынок новые продукты, что способствует росту рынка инверторов для электромобилей. Например, в сентябре 2021 года компании Hitachi Astemo, Ltd. и Hitachi, Ltd. совместно объявили о разработке небольшой и легкой системы с прямым приводом для набирающего популярность рынка электромобилей, которая объединяет тормоз, инвертор и двигатель в единый блок. Кроме того, ожидается, что полупроводники SiC и GaN заменят традиционные кремниевые транзисторы в тяговых инверторах, обеспечивая большую эффективность, более высокую скорость переключения и более высокую плотность мощности.

Задачи

• Ограниченный срок службы батареи. Самой дорогостоящей частью электромобиля является батарея, и по мере того, как батарея со временем стареет, возникают проблемы с расходами на техническое обслуживание и графиком замены батареи. Хотя технология аккумуляторов быстро развивается, современные электромобили часто имеют запас хода всего 250–300 миль, прежде чем их нужно будет остановить для подзарядки. Из-за такого рода беспокойства многие водители беспокоятся о том, что могут оказаться в затруднительном положении в длительных поездках без доступных зарядных устройств. Широкое распространение электромобилей будет зависеть от решения проблем со сроком службы аккумуляторов и значительного увеличения запаса хода транспортных средств за счет развития технологий зарядки и увеличения размера аккумуляторов.
• Высокая стоимость материалов. Благодаря превосходным электрическим характеристикам и минимальным потерям мощности карбид кремния (SiC) и оксид графена (GaN) являются важнейшими полупроводниками для повышения эффективности силовых инверторов в электромобилях. Силовые инверторы требуют более крупных первоначальных инвестиций, поскольку эти полупроводники более дороги и сложны в производстве, чем традиционные полупроводники на основе кремния. Поэтому высокая стоимость этих материалов будет препятствовать росту рынка инверторов для электромобилей.