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氢动力车载DCDC产品研发

成果类型：: 发明专利,新技术

发布时间: 2023-07-06 11:17:32

科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 朱娟 | 2023-07-06 11:17:32
成果简介 技术亮点 应用前景 团队概括 产生的效益 转化方式

总体方案描述：六路升压boost交错并联 + 数字控制技术功率部分： SIC + 铁硅铝电感控制部分： DSP作为主控芯片进行闭环的电压电流调节SIC MOS是新型半导体材质制成的开关器件，与传统的Si MOS相比，SIC MOS具有高耐压，低导通电阻的优点。同IGBT相比，SIC MOS在关断过程中没有电流拖尾，可以在高电压，大电流的应用场合下工作在更高的开关频率。通过仿真计算以及整机性能优化，SIC MOS的开关频率可推高到80kHz。在提升了DC/DC开关频率的条件下，主电路中的电感量就可以大幅降低，可以使用铁硅铝磁芯。铁硅铝的磁饱和密度没有非晶材质高，但是在同样的工作频率下，铁硅铝的磁损远小于非晶材质的磁损。在控制方面，采用DSP作为主芯片进行数字控制，在提升了开关频率之后，需要具有更快AD转换速度和更高计算能力的DSP芯片配合进行闭环控制。

本项目主要研究第二代，基于SiC半导体燃料电池用DCDC变换器。（1）SiCMosfet开关损耗小，驱动频率可以做到60Khz以上；（2）同样功率等级下，效率可以提高0.5~1%，可以提升整个燃料电池系统的效率；（3）使用高性能专用DSP控制芯片，实现控制算法

氢能的应用目前国内主要在商用车领域比例比较大，目前国内没有外国供应商参与竞争。

（1）2020年 –以中等功率燃料电池与大容量电池混动，公共服务用车规模示范（1万辆级，100亿），DCDC产品规模与车辆相同（1万，1.5亿，15000元/台）;

（2）2025年 –以大功率燃料电池与中等容 量电池混动，燃料电池汽车批量应用（10万辆级， 1000亿市场），DCDC产品规模与车辆相同（10万，7亿，7000元/台）;

（3）2030年 –以全功率燃料电池为动力特 征，在轿车和大型商用车领域实现批 量化应用（100万辆级， 10000亿市场），DCDC产品规模与车辆相同（100万，45亿，4500元/台）

DCDC主要客户是燃料电池电堆供应商，国内比较出名的有上汽捷氢，上海重塑，北京亿华通，广州国鸿氢能，长城蜂巢，潍柴动力，嘉兴德燃动力，嘉兴爱德曼等。

项目负责人：刘杰，哈尔滨工业大学固体力学专业博士，同济大学节能与排放研究所博士后，申请获批DCDC发明专利4项，发表了SCI检索论文6篇。高级工程师：刘孝涛，同济大学控制与检测专业硕士，汽车节能与新能源技术15年以上研究开发经历，拥有9项DCDC相关专利。

投资概算：（1）从2022年7月1日起截止2025年12月31日，项目总周期3.5年，总投资500万元。（2）本项目前期以研发、产线设备投入为主，项目首期已投入200万，其中固定资产建设50万（办公用品2万、装修5万、设备43万），研发人员投入20万，流动资金投入100万。

效益预测：商用车DC/DC产品线销售额从2022年240万到2025年达到9600万；毛利从2022年96万到2025年3309万。

本项目初步意向交易方式为技术转让及小批量生产，具体方式面议。