隨著電動(dòng)汽車超充需求向兆瓦級快速演進(jìn)，充電模塊的功率密度與整體體積已成為制約設(shè)備部署與推廣的核心矛盾。目前，市場上廣泛應(yīng)用的充電模塊功率等級正從主流的30kW、40kW及向60kW乃至更高功率發(fā)展。

功率提升往往伴隨模塊體積的增大。以典型的40kW模塊電源（如華為R100040G2）為例，其尺寸為218mm×438mm×120mm，峰值效率可達(dá)96.25%。

若要構(gòu)建一個(gè)1000kW的充電樁，則需要25個(gè)此類模塊。簡單排列計(jì)算：若擺成兩排，每排至少需13個(gè)模塊，僅模塊部分組裝后的尺寸就將達(dá)到約1560mm高、436mm寬、438mm長。這還未計(jì)入柜體、散熱系統(tǒng)等必要組件。最終龐大的整體體積，無論對商用場地還是有限的家用空間，都構(gòu)成了顯著的部署障礙。

因此，在功率持續(xù)攀升的必然趨勢下，充電模塊的小型化、高功率密度化已成為行業(yè)迫在眉睫的關(guān)鍵課題。在此背景下，磁集成技術(shù)因其能夠從根本上優(yōu)化磁性元件的空間占用而受到高度重視。

本文將圍繞磁集成技術(shù)在走向大規(guī)模應(yīng)用過程中的核心機(jī)遇與切實(shí)挑戰(zhàn)展開對話與探討：它如何具體推動(dòng)高功率模塊的體積優(yōu)化？面對成本、工藝可靠性及標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一等產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)，企業(yè)如何協(xié)同突破？下文將通過磁性材料企業(yè)、磁性元器件企業(yè)及電源制造商的多元視角，深入解析這一技術(shù)趨勢背后的行業(yè)共識(shí)與未來之路。

以下為文章導(dǎo)覽：

• 磁集成技術(shù)在兆瓦超充模塊電源應(yīng)用現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)
• 磁集成技術(shù)對磁性材料要求及磁企解決方案
• 磁集成技術(shù)加速供應(yīng)鏈協(xié)同趨勢

一、磁集成技術(shù)在兆瓦超充模塊電源應(yīng)用現(xiàn)狀及挑戰(zhàn)

1、在兆瓦超充模塊的研發(fā)中，“磁集成”通常指將多個(gè)分立磁性元件集成為一個(gè)復(fù)合磁件。從技術(shù)現(xiàn)狀來看，目前行業(yè)內(nèi)較為領(lǐng)先或可行的方案，通常能將多少個(gè)（n）磁性器件實(shí)現(xiàn)“n合一”？這個(gè)“n”的上限主要由哪些因素決定？

泰科斯德 朱彥博：這是一個(gè)很好的問題，但也常常容易被誤解的問題。我認(rèn)為，在兆瓦超充的語境下，討論“n合一”的絕對數(shù)量并非核心，關(guān)鍵在于“為何集成”與“如何集成”。

我們在評估集成方案時(shí)，首先考慮的從來不是“能把多少個(gè)器件物理上綁在一起”，而是“為了解決哪個(gè)或哪些特定的系統(tǒng)級問題”。根據(jù)功能目標(biāo)的不同，磁集成呈現(xiàn)出多樣化的路徑。我們通常關(guān)注的有以下幾類方向：

所以，回答“n是多少”：目前商業(yè)化方案中，2合1、3合1是經(jīng)過充分驗(yàn)證、廣泛采用的主流。但這個(gè)“n”的上限，并非由我們的想象力決定，而是由以下硬約束構(gòu)成的系統(tǒng)天花板：

1.拓?fù)渑c功能的耦合度：這是決定性因素。需要集成的磁性元件之間，是否在磁通路徑、相位關(guān)系上存在天然的耦合或互補(bǔ)性?強(qiáng)行集成不相關(guān)的磁件，只會(huì)增加復(fù)雜度和損耗。

2.熱-力-電的相互制約：這是物理極限。集成后熱源集中，散熱設(shè)計(jì)能否跟上?機(jī)械應(yīng)力如何?絕緣與安規(guī)(如增強(qiáng)絕緣)在緊湊空間內(nèi)如何滿足?

3.可制造性與成本：這是商業(yè)現(xiàn)實(shí)。每增加一個(gè)“合一度”，磁芯形狀、繞組結(jié)構(gòu)、裝配精度、絕緣工藝的復(fù)雜性通常呈非線性上升，對良率和成本構(gòu)成巨大壓力。

因此，我們的理念是：不為集成而集成?！皀”是一個(gè)結(jié)果，而不是目標(biāo)。目標(biāo)應(yīng)該是：在給定的功率等級、封裝尺寸、效率與成本目標(biāo)下，通過最合適的集成方式，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的最優(yōu)解。

超越精密 於漢斌：磁集成并非直接進(jìn)行“n合一”，而往往是通過拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)調(diào)整實(shí)現(xiàn)的，例如將原來一個(gè)功率通道中需要兩個(gè)交錯(cuò)并聯(lián)的主變壓器，改為由一個(gè)功率更大的主變壓器來完成。在磁芯應(yīng)用上，具體表現(xiàn)為可以用一個(gè)更大規(guī)格的磁芯（如PQ55）來替代原先兩個(gè)較小磁芯（如PQ49）的功能。

因此，行業(yè)內(nèi)的磁集成發(fā)展更側(cè)重于通過電路與磁路的協(xié)同設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)層面精簡磁性元件數(shù)量，而非局限于元件本身的物理合并數(shù)量。

充電樁三相PFC 圖/超越精密

2、磁集成首要解決的核心問題是什么?相比傳統(tǒng)分立磁性元件方案，它能帶來的最關(guān)鍵的提升具體體現(xiàn)在哪些指標(biāo)上?

通合 張逾良：磁集成技術(shù)目前在兆瓦級超充領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，技術(shù)整體較為成熟。只要在設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留足夠的溫度裕量，其可靠性可得到保障。最常見的集成方式是將諧振電感與主變壓器合并，通過共用磁芯并利用漏感作為諧振電感，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡化。

相較于傳統(tǒng)分立式方案，磁集成的主要優(yōu)勢在于能節(jié)省銅材、復(fù)用磁芯，從而優(yōu)化效率曲線。在相同材料下，其在輸出電壓較低、頻率較高的工況下效率表現(xiàn)更優(yōu)，而在典型高壓滿載時(shí)峰值效率與傳統(tǒng)方案基本持平。其原理在于，磁芯設(shè)計(jì)通常以最高電壓為基準(zhǔn)，低壓工作時(shí)磁通密度裕度大，磁芯損耗顯著下降，從而提升低壓段效率。

效率提升有助于降低最惡劣工況下的損耗，為小型化與散熱設(shè)計(jì)提供了優(yōu)化空間。然而，該優(yōu)勢的實(shí)際程度高度依賴于具體電壓范圍、功率等級等應(yīng)用條件，目前仍難以總結(jié)出普適量化規(guī)律，需結(jié)合具體場景分析。

目前通合科技兆瓦超充模塊電源相關(guān)產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模出貨，僅今年磁集成方案充電模塊的出貨量已達(dá)數(shù)十萬臺(tái)。

泰科斯德 朱彥博：在兆瓦超充的極限要求下，磁集成技術(shù)被廣泛視為破局的關(guān)鍵。當(dāng)前首要解決的核心問題并非“是否要集成”，而是“如何準(zhǔn)確評估與實(shí)現(xiàn)集成所帶來的價(jià)值”。

這涉及三個(gè)層面的挑戰(zhàn)：

因此，磁集成技術(shù)的首要使命，是建立一套從系統(tǒng)需求出發(fā)，能夠精準(zhǔn)量化、協(xié)同優(yōu)化、并最終可靠實(shí)現(xiàn)其性能增益的完整方法論。

泰科斯德目前能夠做到精確的電感矩陣仿真，損耗仿真精度85%以上（仿真結(jié)果與正弦電壓電流激勵(lì)實(shí)測損耗對比）

關(guān)于關(guān)鍵提升，大量文獻(xiàn)宣稱提出的磁集成方案能夠減少體積和損耗，體積減少最高達(dá)70%，總損耗降低最高達(dá)40%，磁芯損耗降低最高達(dá)66%，但這些我認(rèn)為并不是嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Ρ?，無法作為數(shù)據(jù)支撐，我很難給出明確的比例與幅度。

超越精密 於漢斌：磁集成技術(shù)的核心在于提升能效并控制溫升，其中降低渦流損耗是關(guān)鍵。與傳統(tǒng)分立方案相比，該技術(shù)能顯著縮小體積（約20%-30%）并降低材料成本（預(yù)計(jì)10%-20%），主要通過整合磁路、減少磁芯與銅材用量實(shí)現(xiàn)。然而，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜、人工成本較高，整體成本優(yōu)勢目前受限，未來依托自動(dòng)化生產(chǎn)有望進(jìn)一步優(yōu)化。

目前，我們已在器件構(gòu)造、磁路與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上取得突破，并向頭部客戶批量交付。去年出貨約1KK，銷售額達(dá)三四千萬元。為滿足客戶對高效、低溫升的嚴(yán)格要求，我們采用了分布式氣隙等創(chuàng)新設(shè)計(jì)以改善熱管理。

60kW水冷變壓器 圖/可立克

3、實(shí)現(xiàn)高功率的磁集成，在磁路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上面臨的主要權(quán)衡是什么?目前主流的研究或應(yīng)用更傾向于哪種拓?fù)涞募煞桨?

英飛源 姚榮輝：目前在實(shí)際應(yīng)用中，如LLC等拓?fù)渲谐Ｌ峒暗膶⒅C振電感集成到變壓器里的做法，多數(shù)情況下并非真正的磁芯集成。

嚴(yán)格來說，這更多是一種“骨架的集成”，即通過機(jī)械方式將不同的磁芯部件組合在一起，而非對磁芯本身進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)與制造。

真正的磁集成應(yīng)是考慮了實(shí)際磁路耦合的才叫磁集成，從磁路設(shè)計(jì)出發(fā)，像設(shè)計(jì)一張既包含成人座位也包含兒童座位的一體化桌子那樣，進(jìn)行整體的、優(yōu)化的結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。然而，目前行業(yè)普遍的做法更接近于將“小桌子”拼放在“大桌子”旁邊，是一種拼湊式的方案。

這種現(xiàn)狀的形成主要源于幾個(gè)難點(diǎn)：首先，多數(shù)應(yīng)用公司或設(shè)計(jì)方傾向于自主設(shè)計(jì)磁性元件后交由磁芯廠家生產(chǎn)，但若需為集成方案專門開模，高昂的模具費(fèi)用和反復(fù)打樣的成本與周期讓許多公司望而卻步。

其次，磁芯廠家自身也缺乏動(dòng)力為客戶進(jìn)行深度定制化開發(fā)，因?yàn)殚_模成本和設(shè)計(jì)驗(yàn)證的風(fēng)險(xiǎn)難以承擔(dān)，且行業(yè)內(nèi)在磁路設(shè)計(jì)方面具備自由創(chuàng)新能力的專業(yè)人才也相對有限。

因此，目前市場上許多被稱為“磁集成”的方案，實(shí)質(zhì)上仍停留在物理拼合的層面，距離真正意義上的一體化磁路設(shè)計(jì)與制造尚有距離。

通合 張逾良：兆瓦超充在技術(shù)上并未帶來特殊的難點(diǎn)，尤其在充電應(yīng)用場景中，模塊通常工作于輸出限流模式，均流策略相對簡單，實(shí)現(xiàn)并聯(lián)并無顯著挑戰(zhàn)。對頭部廠商而言，真正的壓力在于使充電樁滿足一級能效標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)保持產(chǎn)品的性價(jià)比。

圖/通合科技

若要在高功率、高密度應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)磁集成，磁路設(shè)計(jì)因廠商方案差異較大。以目前常見的通過原副邊繞組空間位置形成漏感來實(shí)現(xiàn)諧振電感與變壓器集成的方案為例，設(shè)計(jì)核心在于權(quán)衡體積、散熱、成本與效率這幾項(xiàng)相互制約的因素，尋求最優(yōu)的綜合性能。

目前模塊電源的主流拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要為LLC與移相全橋兩大類。例如英飛源和永聯(lián)等廠商較多采用一項(xiàng)全橋方案，而通合、優(yōu)優(yōu)綠能、華為等則主要使用LLC架構(gòu)，后者在具體實(shí)現(xiàn)上可能存在多路交錯(cuò)、三電平或繞組切換等細(xì)節(jié)變化。

此外，市場上也出現(xiàn)了新的單級拓?fù)浞桨?，其在控制與結(jié)構(gòu)上更為復(fù)雜。從技術(shù)復(fù)雜性來看，傳統(tǒng)方案如維也納加LLC或維也納加移相全橋均已相對成熟，二者各有特點(diǎn)：移相全橋的輸出電壓范圍更寬，但峰值效率較低;LLC則在峰值效率及效率曲線上表現(xiàn)更優(yōu)，但其輸出電壓范圍較窄，尤其在低壓時(shí)效率下降可能更為明顯。

4、磁集成設(shè)計(jì)的高度定制化和復(fù)雜性，給制造工藝帶來了哪些前所未有的挑戰(zhàn)?這對生產(chǎn)的一致性、可靠性和成本控制產(chǎn)生了何種影響?行業(yè)是如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)的?

通合 張逾良：在磁集成制造工藝方面，其挑戰(zhàn)主要取決于具體的技術(shù)路線。對于依賴?yán)@組空間位置來控制漏感或寄生參數(shù)的方案(如通過原副邊繞組的空間排布實(shí)現(xiàn)集成)，需要精細(xì)控制分布參數(shù)，因此對繞制方式等工藝的一致性要求較高。

而其他類型的磁集成方案(如基于磁通抵消的設(shè)計(jì))則可能對制造工藝的要求相對寬松。

在選擇磁集成廠商時(shí)，并未發(fā)現(xiàn)存在獨(dú)占性的技術(shù)壁壘，目前主要的頭部磁性元件供應(yīng)商均具備相應(yīng)的技術(shù)能力。因此，選擇的關(guān)鍵考量因素集中于成本、技術(shù)支持的及時(shí)性以及產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，而無需特別區(qū)分磁集成與普通磁性元件在供應(yīng)商選擇上的差異。

總體而言，行業(yè)內(nèi)各廠商在磁集成技術(shù)上的能力已較為接近。

泰科斯德 朱彥博：繞組工藝的復(fù)雜性劇增是首要挑戰(zhàn)。集成意味著繞組從簡單的“一進(jìn)一出”變?yōu)槎鄬?、多匝、多端口且相位關(guān)系嚴(yán)格的立體網(wǎng)絡(luò)。傳統(tǒng)線繞工藝在精度、一致性與自動(dòng)化上面臨極限，特別是異形結(jié)構(gòu)和極小間距的繞制，成為產(chǎn)能和良率的瓶頸。

我認(rèn)為最具革命性的路徑之一，是向“平面化、集成化”的繞組工藝徹底轉(zhuǎn)型。這也正是我們公司持續(xù)投入，并且非?？春肞CB繞組技術(shù)的原因。

PCB繞組完美解決了復(fù)雜繞組難題。通過PCB蝕刻，我們可以輕松實(shí)現(xiàn)任何復(fù)雜平面繞組圖形的高精度、高一致性批量制造，寄生參數(shù)（如漏感、層間電容）變得極其可控和可設(shè)計(jì)。這不僅僅是工藝改進(jìn)，更是設(shè)計(jì)方式的解放。

目前，泰科斯德在多個(gè)預(yù)研和前沿項(xiàng)目上已廣泛應(yīng)用PCB繞組技術(shù)。它不僅幫助我們攻克了高頻、高功率密度集成磁件的制造難關(guān)，其表現(xiàn)出的卓越一致性和可靠性，甚至讓很多客戶開始主動(dòng)要求嘗試或指定采用PCB繞組方案。這充分證明了這條技術(shù)路線的生命力和市場吸引力。

當(dāng)然，PCB繞組也面臨大電流承載、垂直方向散熱等挑戰(zhàn)，但這正是我們與基板材料、散熱技術(shù)伙伴共同創(chuàng)新的方向?？偠灾?，應(yīng)對磁集成制造挑戰(zhàn)，需要工藝革新與設(shè)計(jì)革新并行。而PCB繞組，正是未來關(guān)鍵工藝支柱之一。

通合科技PCB雙面全灌膠方案 圖源網(wǎng)絡(luò)

二、磁集成技術(shù)對磁性材料要求及磁企解決方案

1、現(xiàn)有材料體系在哪些關(guān)鍵參數(shù)上已接近極限?為了支撐下一代磁集成，材料側(cè)最迫切需要突破的方向是什么?

英飛源 姚榮輝：目前磁性材料尚未出現(xiàn)突破性進(jìn)展，例如能夠顯著降低鐵損的低損耗磁芯仍未見大規(guī)模應(yīng)用。因此，散熱設(shè)計(jì)主要依賴現(xiàn)有磁芯材料，并通過形狀優(yōu)化或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來提升散熱能力，相關(guān)技術(shù)手段目前主要圍繞這些方面展開。

在磁性材料選擇上，目前鐵氧體、鐵硅鋁等多種材料均有應(yīng)用。對于散熱性能要求，PC97型號表現(xiàn)較好，但若綜合考慮成本因素，PC95是目前更常見的選擇。

關(guān)于散熱能力，目前市場上已有宣稱能承受220℃高溫的磁芯產(chǎn)品。然而，高溫下的長期可靠運(yùn)行不僅取決于磁芯本身，還涉及繞組的絕緣材料，例如漆包線的漆層等能否承受同等溫度。

關(guān)鍵在于，供應(yīng)商能否提供相應(yīng)的權(quán)威認(rèn)證，例如UL認(rèn)證，以證明其整個(gè)組件在高溫下的長期穩(wěn)定性與可靠性。若無法取得這類認(rèn)證，產(chǎn)品可能僅限于實(shí)驗(yàn)室或小批量驗(yàn)證階段，難以作為具備市場準(zhǔn)入資格的批量商品進(jìn)行銷售，尤其是面向海外市場時(shí)，相關(guān)的安規(guī)認(rèn)證是不可或缺的前提。

泰科斯德 朱彥博：從我們磁性器件設(shè)計(jì)者角度看，我們確實(shí)正面臨著現(xiàn)有材料體系性能天花板的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。這種挑戰(zhàn)，并非單一參數(shù)不足，而是綜合性能難以同時(shí)滿足高頻、高功率密度、高可靠性的要求。

具體來說，現(xiàn)有兩大主力材料體系，在應(yīng)對兆瓦級高頻磁集成時(shí)，都表現(xiàn)出明顯的性能折衷困境：

以鐵氧體為代表的，其低損耗優(yōu)勢在高頻下依然關(guān)鍵，但其較低的飽和磁通密度和相對較差的熱導(dǎo)率，制約功率密度進(jìn)一步提升。在高功率下，我們既需要它不飽和，又需要高效散熱，這非常困難。

以金屬磁粉芯為代表的，其高飽和磁通密度是巨大優(yōu)勢，但高頻下的渦流損耗急劇增加，以及分布式氣隙帶來的EMI挑戰(zhàn)，讓我們在追求高效率和高功率密度時(shí)，必須做出艱難取舍。

可以說，現(xiàn)有材料體系是在“損耗、飽和磁通、熱導(dǎo)率、成本”這個(gè)四邊形中尋找平衡，而兆瓦超充的需求正在將這個(gè)四邊形的每個(gè)頂點(diǎn)都向外極致拉伸，已接近現(xiàn)有物理和工藝框架下的平衡極限。

但我們可以提出新的可能性：例如為集成而生的可設(shè)計(jì)材料，在特定方向具有差異化的磁特性。

超越精密 於漢斌：在當(dāng)前兆瓦級超充充電樁模塊電源中，鐵氧體材料是應(yīng)用較為廣泛的選擇，特別是96材及Core Loss（磁芯損耗）更低的98材等高規(guī)格材料已被實(shí)際采用。

從技術(shù)原理上講，這些低損耗材料能夠有效滿足高頻、高效率的應(yīng)用需求。然而，其主要的挑戰(zhàn)在于大批量生產(chǎn)時(shí)材料性能的穩(wěn)定性控制。

對于磁芯制造商而言，確保每批產(chǎn)品Core Loss的一致性是一大難題，這涉及生產(chǎn)過程中多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的精細(xì)管控，例如粉末壓制工藝、燒結(jié)爐溫的均勻性（無論是鐘罩窯還是隧道窯都存在溫度分布均衡的問題）、疊燒方式，以及燒結(jié)環(huán)境中惰性氣體的應(yīng)用是否恰當(dāng)?shù)取?/p>

這些因素都可能導(dǎo)致最終磁芯的損耗特性出現(xiàn)波動(dòng)。因此，為確保產(chǎn)品可靠性，專業(yè)的磁性元件制造商會(huì)在來料檢驗(yàn)環(huán)節(jié)對每批磁芯的Core Loss等關(guān)鍵性能進(jìn)行嚴(yán)格測試，確認(rèn)符合設(shè)計(jì)指標(biāo)后方投入生產(chǎn)，這是行業(yè)保障磁集成方案性能與可靠性的重要管控方式。

2、作為上游材料與方案提供商，您認(rèn)為磁集成技術(shù)面臨的核心瓶頸是什么?

國石 商燕彬：在磁集成設(shè)計(jì)中，磁芯需以單副承擔(dān)原本兩副磁芯所承載的功率，這對磁性材料的性能提出了更高挑戰(zhàn)。

目前磁集成技術(shù)面臨的核心瓶頸在于材料性能的提升，要求在高功率條件下實(shí)現(xiàn)更低的損耗。因此，如96、97材等低損耗材料的應(yīng)用日趨廣泛，同時(shí)納米晶、非晶等材料也在行業(yè)中逐步推廣使用。

磁集成面臨兩大核心挑戰(zhàn)：一是散熱問題，二是因?qū)蓚€(gè)產(chǎn)品合二為一而引發(fā)的電磁兼容（EMC）差異。后者需通過磁芯結(jié)構(gòu)優(yōu)化與電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)協(xié)同解決，因此必須與變壓器設(shè)計(jì)師、材料及終端應(yīng)用方共同開發(fā)，設(shè)計(jì)門檻較高。這不僅是材料問題，更涉及形狀設(shè)計(jì)與電路結(jié)構(gòu)的深度融合。

3、貴司是如何通過磁集成方案，在提升功率密度的同時(shí)，解決散熱、損耗與小型化問題的?請?jiān)敿?xì)介紹貴司在該領(lǐng)域的產(chǎn)品方案。

國石 商燕彬：國石專注于錳鋅軟磁鐵氧體材料的研發(fā)與生產(chǎn)，在成本導(dǎo)向下96材仍為主流，但性能更優(yōu)的97材使用比例已提升至15%左右。材料方面，公司著力攻克高溫下?lián)p耗控制與磁性能保持的難題，其量產(chǎn)的寬溫材料系列（如GP95、GP96、GP97）寬溫材料可在120℃–160℃環(huán)境下保持穩(wěn)定的損耗特性，以應(yīng)對高功率密度場景的散熱挑戰(zhàn)。

針對散熱管理，公司通過優(yōu)化磁芯外形設(shè)計(jì)來提升散熱能力，如在熱集中區(qū)域增設(shè)散熱通道、采用中心開孔及不規(guī)則中柱結(jié)構(gòu)以擴(kuò)大散熱面積，并結(jié)合分布?xì)庀对O(shè)計(jì)。當(dāng)前行業(yè)面臨外形設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化不足、開模成本高等挑戰(zhàn)，GP97材月出貨量約二三十噸。

為推進(jìn)磁集成在超充領(lǐng)域的大規(guī)模應(yīng)用，國石將持續(xù)深化與變壓器廠家及終端客戶的協(xié)同開發(fā)，共同推動(dòng)材料、結(jié)構(gòu)與工藝的系統(tǒng)優(yōu)化。

三、磁集成技術(shù)加速供應(yīng)鏈協(xié)同趨勢

1、展望未來，磁集成技術(shù)下一步技術(shù)演進(jìn)的關(guān)鍵路徑是什么?這需要磁性材料供應(yīng)商、元件制造商、充電設(shè)備商乃至整車企業(yè)之間進(jìn)行怎樣的深度協(xié)同創(chuàng)新?

通合 張逾良：關(guān)于磁集成技術(shù)在兆瓦超充市場的下一步演進(jìn)，其關(guān)鍵路徑仍在于如何更好地平衡成本、體積與效率，以取得更優(yōu)的綜合競爭優(yōu)勢。

這需要產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)之間進(jìn)行深度協(xié)同。由于技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入精細(xì)化階段，難以通過單一突破取得優(yōu)勢，因此必須依賴系統(tǒng)方案的電氣參數(shù)精細(xì)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)材料的性能進(jìn)步以及制造工藝的協(xié)同提升，多方共同努力才能推動(dòng)發(fā)展。

兆瓦超充市場實(shí)際上已具備相當(dāng)規(guī)模，特別是在重卡等大電池容量車型的充電領(lǐng)域。為滿足其高功率充電需求，采用整流柜方案、總功率達(dá)到兆瓦級別的充電堆已經(jīng)大量部署。預(yù)計(jì)未來市場的增量將主要來源于這一領(lǐng)域。

泰科斯德 朱彥博：展望未來，我們認(rèn)為其演進(jìn)將遵循兩條關(guān)鍵路徑：一是技術(shù)本身的持續(xù)深化，二是研發(fā)與商業(yè)模式的根本性變革。

第一條是技術(shù)深化路徑，其核心是模型與工具鏈的閉環(huán)。下一代磁集成設(shè)計(jì)，必須依賴于一個(gè)從系統(tǒng)需求到器件物理實(shí)現(xiàn)的、高度精準(zhǔn)的數(shù)字化平臺(tái)。這意味著：

1.多物理場深度耦合仿真成為標(biāo)配：將電路仿真、三維電磁場分析、熱仿真在統(tǒng)一平臺(tái)上深度融合，實(shí)現(xiàn)磁-電-熱的協(xié)同優(yōu)化，而非串行迭代。

2.模型與數(shù)據(jù)的正向循環(huán)：仿真模型通過實(shí)測數(shù)據(jù)持續(xù)校準(zhǔn)，形成“設(shè)計(jì)-制造-測試-再優(yōu)化”的閉環(huán)，讓模型預(yù)測越來越準(zhǔn)，從“解釋現(xiàn)象”走向“精準(zhǔn)預(yù)測”。

而支撐這條技術(shù)路徑的，正是研發(fā)模式的改變。過去電源廠設(shè)計(jì)拓?fù)?、提出磁件?guī)格，磁件廠按單生產(chǎn)的線性串聯(lián)模式，在磁集成時(shí)代已經(jīng)失效。因?yàn)樽顑?yōu)的磁集成方案，必然是電路參數(shù)與磁路結(jié)構(gòu)在系統(tǒng)層面共同尋優(yōu)的結(jié)果。

因此，泰科斯德強(qiáng)烈呼吁并正積極實(shí)踐一種 “深度協(xié)同、早期綁定”的全新研發(fā)模式：

1.從“供應(yīng)鏈”到“共同設(shè)計(jì)鏈”：磁件供應(yīng)商必須從客戶產(chǎn)品立項(xiàng)的概念階段就介入，與電源工程師組成聯(lián)合團(tuán)隊(duì)。電源工程師無需成為磁學(xué)專家，磁件工程師也需深刻理解電路痛點(diǎn)，雙方共同進(jìn)行實(shí)時(shí)權(quán)衡與迭代。

2.共同定義“最優(yōu)解”：最優(yōu)設(shè)計(jì)不是磁件性能的極限，而是在系統(tǒng)成本、效率、尺寸、可靠性、可制造性之間的最佳平衡。這需要雙方開放數(shù)據(jù)、共享目標(biāo)，在設(shè)計(jì)的每一步做出聯(lián)合決策。

國石 商燕彬：目前，磁集成技術(shù)尚處于開發(fā)前期。其核心優(yōu)勢在于通過合并磁芯，顯著提升了功率密度（同等尺寸下可提升30%以上）并優(yōu)化了體積。然而，新設(shè)計(jì)也帶來了材料升級成本上升、生產(chǎn)工藝更復(fù)雜等挑戰(zhàn)，導(dǎo)致其現(xiàn)階段綜合成本并未低于傳統(tǒng)方案。

技術(shù)演進(jìn)對磁芯材料提出了更高要求：需兼具更低損耗、更高飽和磁通密度及優(yōu)異的寬溫穩(wěn)定性（例如在150-160℃高溫下保持低損耗）。為此，廠商多采用與下游客戶協(xié)同開發(fā)的策略，以確保產(chǎn)品符合實(shí)際應(yīng)用需求。

當(dāng)前主要挑戰(zhàn)在于研發(fā)成本高、可靠性需持續(xù)驗(yàn)證，以及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)缺失。新架構(gòu)（如60/80千瓦）與原有標(biāo)準(zhǔn)不兼容，各企業(yè)仍處于前期驗(yàn)證與推行自有標(biāo)準(zhǔn)階段。未來亟需由行業(yè)協(xié)會(huì)牽頭，推動(dòng)建立統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。該技術(shù)的大規(guī)模成本優(yōu)勢，預(yù)計(jì)需待應(yīng)用放量、規(guī)模化效應(yīng)顯現(xiàn)后才能充分實(shí)現(xiàn)。

結(jié)語

作為突破功率密度瓶頸的關(guān)鍵路徑，磁集成技術(shù)已在兆瓦級超充領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了從方案驗(yàn)證到規(guī)?；瘧?yīng)用的跨越。當(dāng)前，該技術(shù)通過將諧振電感與主變壓器等磁性元件一體化設(shè)計(jì)，顯著提升了模塊功率密度與效率曲線，尤其在低壓高頻工況下優(yōu)勢明顯。

然而，其發(fā)展仍面臨多重挑戰(zhàn)：在技術(shù)上，磁路與散熱設(shè)計(jì)高度復(fù)雜，需精準(zhǔn)平衡體積、損耗與溫升；在材料端，現(xiàn)有鐵氧體等材料體系在低損耗、高飽和磁通密度及寬溫穩(wěn)定性方面臨近極限，亟需性能突破；在制造上，高度定制化與工藝復(fù)雜性對產(chǎn)品一致性、可靠性與成本控制提出了更高要求。

面對這些難點(diǎn)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游正從“單點(diǎn)創(chuàng)新”走向“系統(tǒng)協(xié)同”。磁性材料企業(yè)通過開發(fā)高溫低損耗材料、優(yōu)化磁芯結(jié)構(gòu)與散熱設(shè)計(jì)來支撐集成需求；磁性元件與電源制造商則借助精細(xì)仿真、工藝革新（如PCB繞組）及與客戶的早期深度合作，共同定義集成方案。

未來，磁集成技術(shù)要在大規(guī)模市場中成熟應(yīng)用，仍需構(gòu)建貫穿材料、設(shè)計(jì)、制造與標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)同生態(tài)——唯有通過跨環(huán)節(jié)的聯(lián)合開發(fā)、數(shù)據(jù)共享與標(biāo)準(zhǔn)共建，才能將技術(shù)潛力轉(zhuǎn)化為持續(xù)領(lǐng)先的產(chǎn)品競爭力，最終推動(dòng)超充設(shè)備向更高功率、更小體積、更優(yōu)成本的方向加速演進(jìn)。

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