編者按：當(dāng)新能源汽車補能進入 “10 分鐘快充” 新階段，兆瓦級超充技術(shù)的落地速度持續(xù)加快，60kW 及以上超充電源模塊成為行業(yè)競爭的核心賽道。這一變革不僅要求超充電源模塊在功率密度、轉(zhuǎn)換效率上實現(xiàn)突破，更將磁性元件(電感、變壓器)推向技術(shù)攻堅的前沿 —— 材料選型、損耗控制、液冷適配、磁集成落地等問題，成為產(chǎn)業(yè)鏈共同關(guān)注的焦點。

本期《對話》欄目，我們邀請英飛源、特來電、永聯(lián)科技、京泉華、可立克、凱通電子六家企業(yè)，圍繞 “超充升級下的磁性元件需求與創(chuàng)新” 展開深度對話，為行業(yè)提供實戰(zhàn)參考。

一、超充電源模塊布局——磁性元件的設(shè)計基礎(chǔ)

Q1：當(dāng)前超充電源模塊的主流功率與頻率規(guī)格是什么?未來將向哪些方向升級?

英飛源：公司在超充電源模塊研發(fā)上，后續(xù)將重點推進 60kW規(guī)格產(chǎn)品的技術(shù)落地與市場推廣;從當(dāng)前市場應(yīng)用來看，主推超充電源模塊產(chǎn)品仍以 40kW規(guī)格為主，60 kW規(guī)格暫未形成市場主流配置。

京泉華：在超充電源模塊領(lǐng)域，公司當(dāng)前主推 30kW-40kW 液冷超充電源模塊，該功率區(qū)間產(chǎn)品是超充業(yè)務(wù)的核心主流;模塊采用第三代半導(dǎo)體碳化硅(SiC)技術(shù)，效率可達(dá) 96% 以上，當(dāng)前工作頻率約 100kHz，后續(xù)規(guī)劃提升至 200kHz。

Q2：兆瓦級超充主要通過何種技術(shù)路徑實現(xiàn)?對磁性元件選型邏輯有何影響?

可立克：國內(nèi)目前沒有一體式兆瓦級超充電源模塊產(chǎn)品，主流方案是 “模塊化堆疊”—— 比如要實現(xiàn) 320kW 超充功率，用 8 個 40kW 超充電源模塊堆疊即可。從磁性元件角度看，單個模塊內(nèi)的選型標(biāo)準(zhǔn)沒有本質(zhì)變化，但兆瓦級系統(tǒng)會通過 “高壓化”(從 400V 升級到 800V)降低電流損耗，這就要求磁性元件產(chǎn)品的絕緣等級同步提升。

永聯(lián)科技：兆瓦級與傳統(tǒng)小功率充電的磁性元件設(shè)計邏輯基本一致，核心是 “模塊顆粒度調(diào)整”—— 比如把 30kW、40kW 模塊升級到 50kW、60kW，磁性元件產(chǎn)品功率只需提升 1.5 倍左右，具體做法就是電流增加后，相應(yīng)增加磁芯片數(shù)量，無需重構(gòu)磁性元件產(chǎn)品的核心設(shè)計。

二、功率與頻率雙升：磁性元件的損耗控制與材料革新

Q1：超充電源模塊高頻化(如 100kHz 及以上)趨勢下，磁性元件的鐵損、銅損如何控制?是否有明確的量化指標(biāo)?

英飛源：磁性元件損耗控制的具體要求需結(jié)合實際應(yīng)用的拓?fù)潆娐贩桨竵泶_定，目前核心管控指標(biāo)聚焦于主變磁芯的密度參數(shù)，明確要求磁芯體積密度需達(dá)到 4.9g/cm3 以上。

磁性元件的磁損、銅損受 “原材料性能” 和 “生產(chǎn)工藝” 影響各占 50%：原材料決定性能上限，工藝則優(yōu)化實際表現(xiàn)，比如我們會在磁芯中心開孔、用網(wǎng)狀骨架繞線，預(yù)留通風(fēng)道降低溫升，間接減少損耗。

直流充電樁模塊 圖 / 英飛源官網(wǎng)

京泉華：磁性元件的鐵損和銅損是系統(tǒng)總損耗的主要來源。超充電源模塊為提升功率密度而走向高頻化，特別是采用第三代半導(dǎo)體材料后，開關(guān)頻率可達(dá)100kHz，傳統(tǒng)鐵氧體材料的損耗會急劇增加，變得難以接受。

與此同時，為對抗高頻下的趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，傳統(tǒng)繞組被利茲線或扁平線立繞繞組所取代，通過優(yōu)化電流分布來顯著降低銅損。

為了匹配超充電源模塊 96% 的效率目標(biāo)，泉華形成了兩種方案：一是 “鐵氧體開氣隙 + 膜包線繞制”，通過磁芯結(jié)構(gòu)和線材優(yōu)化降低損耗;二是混合磁路磁集成技術(shù)，把主變壓器和諧振電感(或 PFC 電感)集成，磁芯用 “鐵氧體 + 低損耗磁粉芯”，繞線用 30-40 寬厚比的扁銅線立繞。實測顯示，30kW 模塊用扁銅線立繞后，高頻損耗比傳統(tǒng)方案降低 30%。

Q2：60kW 模塊及高功率密度(如 100W/in3)需求下，材料方面需突破哪些瓶頸?

京泉華：當(dāng)前超充電源模塊功率密度已達(dá) 60W/in3，正向 100W/in3 邁進，磁芯必須用高飽和磁通密度的材料，比如 GPV、GPC、NPX 新型合金，這些材料能在小體積內(nèi)承受強磁化力而不飽和;同時繞組絕緣材料要能抗高熱、抗高應(yīng)力，避免擊穿。

特來電：不同磁性元件產(chǎn)品的材料需求有差異：共模電感要高頻抗飽和，我們主要用納米晶材質(zhì);PFC 電感看重直流偏置和防鹽霧性能;LLC 電路的磁性元件則需要高溫?fù)p耗穩(wěn)定、參數(shù)一致性高，避免影響整體效率。

英飛源：一是磁芯的磁損需持續(xù)降低，二是磁芯的功率密度需不斷提升，以匹配公司超充電源模塊 97% 以上的輸出效率標(biāo)準(zhǔn)。從技術(shù)原理來看，磁芯的磁損主要由原材料配料配方?jīng)Q定，而磁芯密度則依賴于生產(chǎn)過程中的工藝控制，例如在磁芯燒結(jié)環(huán)節(jié)，氮氣的含量比例與轉(zhuǎn)換效率會對磁芯的磁損、密度產(chǎn)生顯著影響，因此需與磁芯廠商深度協(xié)同，共同把控工藝參數(shù)。

凱通電子：從磁性材料角度看，主要有三個突破方向：一是高頻低損耗 —— 模塊高頻化后，傳統(tǒng)材料磁損耗激增，需要能抑制 100kHz 以上損耗的材料;二是高飽和磁感強度(BS 值)—— 更高的 BS 值才能承載大功率傳輸;三是寬溫穩(wěn)定性 —— 超充過程中發(fā)熱量大，材料要在寬溫度范圍內(nèi)保持性能穩(wěn)定，不能出現(xiàn)大幅波動。

超充電源模塊用磁性材料 圖 / 凱通電子

三、液冷散熱普及——磁性元件的結(jié)構(gòu)與工藝適配

Q1：液冷散熱已成為兆瓦超充電源模塊的核心技術(shù)方向之一，液冷方案對磁性元件產(chǎn)品的安全性、可靠性等性能方面有何新要求?

英飛源：我們五六年前就推出了液冷電源模塊，現(xiàn)在技術(shù)比較成熟，對磁性元件產(chǎn)品主要有三個要求：一是散熱適配，要能和液冷系統(tǒng)高效配合，快速傳導(dǎo)熱量;二是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，灌膠后不能變形，否則會導(dǎo)致電性參數(shù)漂移;三是抗干擾能力強，液冷模塊灌膠后，外部環(huán)境對磁性元件影響更直接，要能承受灌膠壓力和溫度變化。

京泉華：液冷最大的變化是磁性元件產(chǎn)品設(shè)計要從 “電設(shè)計” 轉(zhuǎn)向 “電 - 熱協(xié)同設(shè)計”：磁性元件產(chǎn)品底部要優(yōu)化，和冷板接觸好、熱阻低;還要用高導(dǎo)熱的環(huán)氧樹脂或硅膠全灌封，既能把內(nèi)部熱點熱量導(dǎo)到外殼，又能增強機械強度、絕緣性和防護能力，同時要考慮材料兼容性和長期穩(wěn)定性。

充放電一體控制板 圖 / 京泉華

可立克：除了散熱，絕緣等級也要升級 —— 充電電壓從 380V 升到 800V，磁性元件產(chǎn)品絕緣標(biāo)準(zhǔn)比傳統(tǒng)電源高很多;結(jié)構(gòu)上還要加專門的導(dǎo)熱設(shè)計，比如灌膠、用導(dǎo)熱管，或者優(yōu)化和水冷底板的適配，這和傳統(tǒng)風(fēng)冷的自然散熱邏輯完全不同。

Q2：磁性元件適配液冷的技術(shù)成熟度如何?成本和生產(chǎn)難度是否可控?

永聯(lián)科技：液冷不是新技術(shù)，早就在光伏風(fēng)電變流器上用了，磁性元件產(chǎn)品適配不需要改核心標(biāo)準(zhǔn)，比如灌膠增強導(dǎo)熱、增大冷板接觸面積，現(xiàn)有生產(chǎn)線小幅調(diào)整就能滿足需求，難度不大。

英飛源：經(jīng)過五六年迭代，液冷磁性元件已經(jīng)能穩(wěn)定量產(chǎn)，成本比風(fēng)冷產(chǎn)品有一定增幅，但在可接受范圍內(nèi)，隨著規(guī)?；瘧?yīng)用，成本還會進一步下降。

可立克：從技術(shù)成熟度來看，可立克早期便已與海外客戶合作開發(fā)液冷模塊，經(jīng)過多年技術(shù)迭代，當(dāng)前相關(guān)技術(shù)方案已相對成熟。

四、磁集成技術(shù)在超充電源模塊的應(yīng)用現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)

Q1：貴公司在充電電源模塊設(shè)計中，是否已嘗試將電感與變壓器進行磁集成設(shè)計?未來會在何種場景下考慮采用磁集成方案?

英飛源：目前公司暫未在電源模塊中采用磁集成設(shè)計，主要受限于兩方面因素：一是現(xiàn)有 30 千瓦、40 千瓦等主流規(guī)格的電源模塊，其外形尺寸與結(jié)構(gòu)已形成行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系，磁集成設(shè)計需對電源模塊電路尺寸進行大幅調(diào)整;二是磁集成方案需重構(gòu)線路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，技術(shù)改造成本較高。

未來若考慮采用磁集成方案，需優(yōu)先攻克三大核心挑戰(zhàn)：一是重新定義電源模塊的尺寸標(biāo)準(zhǔn)，適配磁集成元件的安裝需求;二是完成線路拓?fù)涞膬?yōu)化升級，確保電路性能穩(wěn)定;三是有效抑制多繞組之間的磁干擾，避免干擾信號外溢至線路板，對 EMI(電磁干擾)、EMC(電磁兼容)性能造成沖擊。盡管磁集成技術(shù)在減小產(chǎn)品體積、提升功率密度、降低成本方面具備顯著優(yōu)勢，但干擾控制難題仍是行業(yè)內(nèi)所有電源企業(yè)面臨的共性痛點，需優(yōu)先突破。

特來電：最新一代產(chǎn)品-特來勁2代采用了漏感集成式磁集成技術(shù);采用磁集成技術(shù)后，可進一步降低產(chǎn)品成本、提升功率密度、提高產(chǎn)品效率。

液冷超充 圖 / 特來電

永聯(lián)科技：磁集成在技術(shù)層面具有積極意義，但設(shè)計主導(dǎo)權(quán)屬于電源模塊企業(yè)而非磁性元件企業(yè)。磁集成的方案設(shè)計(如變壓器與電感的集成方式)需結(jié)合電源模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定。

磁性元件企業(yè)的參與主要集中在前期溝通階段，重點評估方案的生產(chǎn)可行性，如開模難度、良率控制、生產(chǎn)過程中的損耗風(fēng)險等，以避免設(shè)計與生產(chǎn)脫節(jié)。目前，采用磁集成方案的超充模塊占比極低，核心原因在于該技術(shù)并非全新突破，且需平衡散熱效果與成本優(yōu)勢 —— 若無法解決集成后的散熱問題及成本控制難題，便難以實現(xiàn)大規(guī)模推廣。

京泉華：當(dāng)前公司服務(wù)的充電模塊客戶中，磁集成方案占比約 40%，技術(shù)聚焦 “主變壓器 + 諧振電感” 集成，已通過規(guī)?；炞C，成熟度較高，成本與可靠性均滿足批量供貨需求。

五、供應(yīng)鏈與EMC——磁性元件量產(chǎn)的保障

Q1：電源模塊設(shè)計中，磁性元件廠商與上下游的協(xié)同重點是什么?如何解決定制化與標(biāo)準(zhǔn)化的矛盾?

英飛源：我們在模塊設(shè)計初期就會和磁性元件廠商溝通，明確磁性元件產(chǎn)品尺寸、材質(zhì)、性能等參數(shù)，確保適配;對于主變這類核心部件，會自主開模定制，進一步保障性能。

京泉華：上游材料供貨比較穩(wěn)定，核心矛盾是磁集成磁性元件產(chǎn)品的定制化 —— 不同客戶的拓?fù)浜统叽缧枨蟛灰粯?，?dǎo)致產(chǎn)品難以標(biāo)準(zhǔn)化。我們計劃聯(lián)合電源企業(yè)，針對 30kW、40kW 主流模塊，推進磁芯尺寸、繞線參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化，既滿足大部分需求，又能提升生產(chǎn)效率。

特來電：從運營商角度，我們希望產(chǎn)業(yè)鏈能在熱管理上加強協(xié)同，比如共同探索新型流道技術(shù)，在噪聲控制和散熱效率之間找到平衡，這對磁性元件產(chǎn)品的長期可靠性也很重要。

Q2：適配碳化硅(SiC)器件時，磁性元件如何助力降低模塊 EMC 干擾?

京泉華：我們從三個層面入手：材料端，和磁材廠商聯(lián)合開發(fā)低損耗、高磁導(dǎo)率的材料，從源頭減少干擾;技術(shù)端，推進磁集成和混合磁路技術(shù)，比如交錯式 PFC 電感的磁集成拓?fù)?，?yōu)化 EMC 性能;工藝端，研發(fā)新型扁銅線和自動化繞制、灌封工藝，減少生產(chǎn)偏差帶來的干擾。

可立克：其實 EMC 不是大問題，SiC 模塊的工作頻率雖然提升了，但仍在 1-300kHz 區(qū)間，遠(yuǎn)低于很多高頻器件;而且當(dāng)前電路領(lǐng)域的 EMC 抑制技術(shù)很成熟，通過磁路設(shè)計、屏蔽工藝等就能解決，不需要過度擔(dān)憂。

60kW水冷變壓器

六、超充電源模塊發(fā)展趨勢與磁性元件企業(yè)布局

Q1：超充電源模塊未來的技術(shù)發(fā)展趨勢是什么?企業(yè)針對這一趨勢有何布局?

英飛源：：未來電源模塊會向 “小體積、大功率、低成本” 發(fā)展，磁集成是關(guān)鍵路徑。我們會聯(lián)合磁性元件和材料廠商，重點突破三個方向：一是重構(gòu)電源模塊尺寸標(biāo)準(zhǔn)，適配磁集成;二是優(yōu)化電源模塊拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，降低改造成本;三是研發(fā)高效的磁干擾抑制技術(shù)，保障電源模塊 EMC 性能。

永聯(lián)科技：不管是超充還是其他領(lǐng)域，磁性元件產(chǎn)品的發(fā)展方向都是 “低損耗、高功率密度、低成本”：中高頻場景下要降低單位體積磁材的損耗，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)小型化，同時控制生產(chǎn)和材料成本。

京泉華：液冷將成為超充電源模塊、AI 服務(wù)器等高功率場景主流散熱方案，對磁性元件產(chǎn)品影響顯著：磁性元件產(chǎn)品需適配液冷導(dǎo)熱路徑，同時滿足更高功率密度、絕緣等級與防護等級，且超充與 AI 服務(wù)器液冷磁性元件需求存在共通性(低損耗、高可靠性)，技術(shù)可復(fù)用。

未來趨勢：電源模塊功率將升至 50kW，效率進一步提升，全灌封、全真空灌膠工藝普及;需開發(fā)更高功率密度的磁性元件產(chǎn)品，同時優(yōu)化電流承載與散熱設(shè)計，以應(yīng)對 7A/mm2-10A/mm2 的高電流密度(當(dāng)前已穩(wěn)定適配該區(qū)間)。

兆瓦超充技術(shù)的核心變革驅(qū)動力是 “高電流密度提升”—— 液冷與碳化硅應(yīng)用均為適配該指標(biāo)，高電流密度是實現(xiàn)高功率輸出的關(guān)鍵。

可立克：公司已制定明確的磁性元件技術(shù)發(fā)展路線圖，核心方向是持續(xù)提升磁性元件的功率密度、加大功率輸出能力，研發(fā)端已對此進行長期規(guī)劃。未來 1-2 年，公司的研發(fā)重點將集中在以下三方面：

磁性材料協(xié)同優(yōu)化：與磁性材料廠商深度合作，共同提升材料性能，重點攻克磁性損耗降低難題，同時探索更寬溫域的材料方案;當(dāng)前磁性材料的工作頻率已能滿足需求，損耗控制是后續(xù)優(yōu)化的核心目標(biāo);

液冷結(jié)構(gòu)升級：若電源模塊功率繼續(xù)提升，仍將以液冷作為主要散熱方向，當(dāng)前主流的液冷平板貼板方案將進一步優(yōu)化，同時探索新型液冷結(jié)構(gòu)以強化散熱效率;

高導(dǎo)熱材料與灌膠工藝突破：研發(fā)高導(dǎo)熱材料在磁性元件產(chǎn)品中的應(yīng)用技術(shù)，重點解決 “高導(dǎo)熱” 與 “絕緣安全” 的平衡問題 —— 普通灌膠材料的導(dǎo)熱系數(shù)較低，而高導(dǎo)熱灌膠材料存在流動性差、灌膠工藝適配性不佳等問題，需通過結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化與材料性能改進，提升整體導(dǎo)熱效率，最終實現(xiàn) “功率密度提升而溫升不升高” 的目標(biāo)。

由于充電樁電源模塊的體積存在限制，在同等體積下，唯有提升導(dǎo)熱能力，才能進一步提高功率密度，這是后續(xù)研發(fā)的核心方向之一，公司目前已啟動相關(guān)技術(shù)研究工作。

凱通電子:電源模塊技術(shù)永恒的發(fā)展方向是更高的飽和磁感強度、更低的損耗、更高的使用頻率和更寬的使用溫度。材料的性能和尺寸一致性也非常關(guān)鍵，不是說單一產(chǎn)品能達(dá)到多好的性能，而是整體的 CPK水平，也就是最差的產(chǎn)品也能滿足需求，這才是重點。

作為磁性材料企業(yè)，我們非常注重材料配方與摻雜的技術(shù)革新，也會采用低溫?zé)獾忍厥馓幚硎侄?，開發(fā)高性能材料，提升產(chǎn)品的性能和可靠性，以此應(yīng)對市場挑戰(zhàn)。

七、結(jié)語：協(xié)同創(chuàng)新，共筑超充磁性元件技術(shù)生態(tài)

當(dāng)兆瓦級超充從 “技術(shù)概念” 走向 “規(guī)?；涞亍保判栽巡辉偈请娫茨K產(chǎn)業(yè)鏈中的 “配套部件”，而是決定超充電源模塊技術(shù)上限的 “核心變量”—— 其材料突破直接影響功率密度的提升空間，結(jié)構(gòu)創(chuàng)新決定液冷散熱的適配效率，磁集成技術(shù)更是實現(xiàn) “小體積、大功率” 的關(guān)鍵鑰匙。

從本次對話可見，超充磁性元件的創(chuàng)新已進入 “系統(tǒng)級協(xié)同” 階段：既需要磁性材料廠商突破高頻低損耗、寬溫穩(wěn)定的技術(shù)瓶頸，也依賴磁性元件企業(yè)與電源模塊廠商的深度聯(lián)動，更需要產(chǎn)業(yè)鏈上下游共建標(biāo)準(zhǔn)化體系，破解定制化與量產(chǎn)效率的矛盾。

這種協(xié)同不僅是技術(shù)層面的互補，更是產(chǎn)業(yè)生態(tài)的重構(gòu) —— 它將推動超充從 “單點技術(shù)突破” 轉(zhuǎn)向 “全鏈條效率提升”，最終實現(xiàn) “10 分鐘快充” 的用戶體驗?zāi)繕?biāo)，為新能源汽車產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展注入核心動力。

《磁性元件與電源》將持續(xù)追蹤超充磁性元件產(chǎn)品的技術(shù)變革，搭建產(chǎn)業(yè)鏈交流平臺，見證并記錄中國超充電源模塊產(chǎn)業(yè)從 “跟跑” 到 “領(lǐng)跑” 的關(guān)鍵進程。

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審核編輯 黃宇