遂宁碳化硅项目申请报告.docx
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1、泓域咨询/遂宁碳化硅项目申请报告遂宁碳化硅项目申请报告xxx有限公司目录第一章 行业、市场分析8一、 800V时代到来,碳化硅迎来甜蜜时刻8二、 碳化硅具有低导通损耗、低开关损耗优势10三、 轻载、低速工况下,碳化硅优势更佳11第二章 项目背景、必要性12一、 全球轨交逐渐推广碳化硅技术12二、 碳化硅有望在800V系统中大显身手12三、 车载电源产品主要向集成化、高功率化、双向化发展15四、 坚持创新驱动发展,努力厚植新发展优势16五、 积极探索融入新发展格局的战略路径18第三章 绪论21一、 项目名称及投资人21二、 编制原则21三、 编制依据22四、 编制范围及内容22五、 项目建设背景
2、23六、 结论分析24主要经济指标一览表26第四章 项目选址可行性分析28一、 项目选址原则28二、 建设区基本情况28三、 构建现代产业体系31四、 项目选址综合评价34第五章 建筑工程方案35一、 项目工程设计总体要求35二、 建设方案35三、 建筑工程建设指标36建筑工程投资一览表36第六章 SWOT分析说明38一、 优势分析(S)38二、 劣势分析(W)40三、 机会分析(O)40四、 威胁分析(T)41第七章 发展规划分析45一、 公司发展规划45二、 保障措施51第八章 原辅材料分析53一、 项目建设期原辅材料供应情况53二、 项目运营期原辅材料供应及质量管理53第九章 劳动安全生
3、产54一、 编制依据54二、 防范措施55三、 预期效果评价61第十章 工艺技术分析62一、 企业技术研发分析62二、 项目技术工艺分析64三、 质量管理66四、 设备选型方案67主要设备购置一览表67第十一章 项目节能分析69一、 项目节能概述69二、 能源消费种类和数量分析70能耗分析一览表71三、 项目节能措施71四、 节能综合评价72第十二章 项目投资分析74一、 投资估算的编制说明74二、 建设投资估算74建设投资估算表76三、 建设期利息76建设期利息估算表77四、 流动资金78流动资金估算表78五、 项目总投资79总投资及构成一览表79六、 资金筹措与投资计划80项目投资计划与资
4、金筹措一览表81第十三章 项目经济效益83一、 基本假设及基础参数选取83二、 经济评价财务测算83营业收入、税金及附加和增值税估算表83综合总成本费用估算表85利润及利润分配表87三、 项目盈利能力分析87项目投资现金流量表89四、 财务生存能力分析90五、 偿债能力分析91借款还本付息计划表92六、 经济评价结论92第十四章 风险评估分析94一、 项目风险分析94二、 项目风险对策96第十五章 总结评价说明99第十六章 附表101主要经济指标一览表101建设投资估算表102建设期利息估算表103固定资产投资估算表104流动资金估算表105总投资及构成一览表106项目投资计划与资金筹措一览表
5、107营业收入、税金及附加和增值税估算表108综合总成本费用估算表108利润及利润分配表109项目投资现金流量表110借款还本付息计划表112报告说明800V高电压系统,碳化硅深度受益。功率器件是电动汽车逆变器的核心能量转换单元,如果直流母线电压提升到800V以上,那么对应的功率器件耐压则需要提高到1200V左右。SiC具有高耐压特性,在1200V的耐压下阻抗远低于Si,对应的导通损耗会相应降低,同时由于SiC可以在1200V耐压下选择MOSFET封装,可以大幅降低开关损耗,全球碳化硅龙头Wolfspeed,1200V碳化硅导通电阻控制在3mcm2左右。根据ST数据,碳化硅器件损耗大幅低于Si
6、基IGBT,在常用的25%的负载下,碳化硅器件损耗低于IGBT80%,在1200V时优势更加明显。根据英飞凌、福特、奔驰、现代等公司研究数据,SiC应用于800V系统,可整体节能5-10%。根据谨慎财务估算,项目总投资21267.63万元,其中:建设投资16515.31万元,占项目总投资的77.65%;建设期利息436.84万元,占项目总投资的2.05%;流动资金4315.48万元,占项目总投资的20.29%。项目正常运营每年营业收入46500.00万元,综合总成本费用38405.10万元,净利润5915.74万元,财务内部收益率20.63%,财务净现值6242.78万元,全部投资回收期6.0
7、0年。本期项目具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。此项目建设条件良好,可利用当地丰富的水、电资源以及便利的生产、生活辅助设施,项目投资省、见效快;此项目贯彻“先进适用、稳妥可靠、经济合理、低耗优质”的原则,技术先进,成熟可靠,投产后可保证达到预定的设计目标。本报告为模板参考范文,不作为投资建议,仅供参考。报告产业背景、市场分析、技术方案、风险评估等内容基于公开信息;项目建设方案、投资估算、经济效益分析等内容基于行业研究模型。本报告可用于学习交流或模板参考应用。第一章 行业、市场分析一、 800V时代到来,碳化硅迎来甜蜜时刻目前电动汽车电压平台主流是400-500V,存在里
8、程焦虑及充电速度慢的问题,电动汽车800V高压系统+超级快充,可以实现充电10分钟,续航300公里以上,能有效解决解决充电及续航焦虑,有望成为主流趋势。SiC材料特性使得MOSFET结构轻松覆盖650V-3300V,导通损耗小;同时,90%的行车工况是在主驱电机额定功率30%以内,处于碳化硅的高效区;另外,SiC主驱使得电源频率和电机转速增加,相同功率下转矩减小,体积减小;主驱控制器用SiCMOSFET的800V平台车型总体节能5%-10%。SiCMOSFET是800V高压系统功率半导体的较佳选择,目前已发布或即将发布的800V高压系统方案大部分都选择采用SiCMOSFET。对于超级快充,最好
9、的办法是采用800V的平台,用800V的超级快充时,要求充电桩电源模块的功率要扩容到40kW/60kW,全SiC的方案效率则可以提高2%。800V高压系统将带动主驱逆变器、车载OBC、DC-DC、PDU、超充、快充电桩开始大规模应用碳化硅,碳化硅迎来甜蜜时刻。Yole预测,2026年整个碳化硅功率器件的市场规模有望达到50亿美元,其中60%以上用于新能源汽车领域。800V高电压系统,碳化硅深度受益。功率器件是电动汽车逆变器的核心能量转换单元,如果直流母线电压提升到800V以上,那么对应的功率器件耐压则需要提高到1200V左右。SiC具有高耐压特性,在1200V的耐压下阻抗远低于Si,对应的导通
10、损耗会相应降低,同时由于SiC可以在1200V耐压下选择MOSFET封装,可以大幅降低开关损耗,全球碳化硅龙头Wolfspeed,1200V碳化硅导通电阻控制在3mcm2左右。根据ST数据,碳化硅器件损耗大幅低于Si基IGBT,在常用的25%的负载下,碳化硅器件损耗低于IGBT80%,在1200V时优势更加明显。根据英飞凌、福特、奔驰、现代等公司研究数据,SiC应用于800V系统,可整体节能5-10%。800V高电压系统,碳化硅深度受益。功率器件是电动汽车逆变器的核心能量转换单元,如果直流母线电压提升到800V以上,那么对应的功率器件耐压则需要提高到1200V左右。SiC具有高耐压特性,在12
11、00V的耐压下阻抗远低于Si,对应的导通损耗会相应降低,同时由于SiC可以在1200V耐压下选择MOSFET封装,可以大幅降低开关损耗,全球碳化硅龙头Wolfspeed,1200V碳化硅导通电阻控制在3mcm2左右。根据ST数据,碳化硅器件损耗大幅低于Si基IGBT,在常用的25%的负载下,碳化硅器件损耗低于IGBT80%,在1200V时优势更加明显。根据英飞凌、福特、奔驰、现代等公司研究数据,SiC应用于800V系统,可整体节能5-10%。车载OBC、DC-DC、PDU、充电桩、高铁轨交开始大规模应用碳化硅。车载OBC从Si器件转到SiC器件设计,功率器件和栅极驱动的数量减少30%以上,开关
12、频率提高一倍以上。降低了功率转换系统的组件尺寸、重量和成本,同时提高了运行效率,系统效率可提升1.5%2.0%。800V系统车型,车上需要加装大功率升压模块,进而在普通的充电桩上给动力电池进行直流快充,碳化硅具有耐高压、耐高温、开关损耗低等优势,碳化硅开始广泛应用。随着超充、快充需求的增加,全碳化硅模块开始在充电桩上大量采用,根据产业链调研,800V架构的高性能充电桩大部分采用全碳化硅模块。中国公共充电桩快速发展,2021年1-8月新增量同比上涨322%。根据西门子研究数据,碳化硅应用于轨交,电机噪音总体上有所降低,而且能源消耗大约减少了10%,碳化硅将有望在整个欧洲轨交上推广使用,日本的新干
13、线开始大量应用碳化硅,中国已有8条地铁采用碳化硅。Yole预测,2026年整个碳化硅功率器件市场规模有望达到50亿美元,其中60%以上用于新能源汽车领域。二、 碳化硅具有低导通损耗、低开关损耗优势相对于Si基IGBT,碳化硅具有低导通损耗、低开关损耗,应用于800V高压平台的电动汽车,可以充分体现快充、节能的优势。在车用方面,SiCMOSFET在性能方面明显占优,可以降低损耗,减小模块体积重量,IGBT在可靠性、鲁棒性方面占优。碳化硅器件应用于车载充电系统和电源转换系统,能够有效降低开关损耗、提高极限工作温度、提升系统效率。目前全球已有超过20家汽车厂商在车载充电系统中使用碳化硅功率器件;碳化
14、硅器件应用于新能源汽车充电桩,可以减小充电桩体积,提高充电速度。碳化硅在新能源汽车中主要应用于DC/DC直流变压器、DC/DC升压器、OBC车载充电器以及动力电机控制器。三、 轻载、低速工况下,碳化硅优势更佳电驱采用碳化硅总损耗有效下降。美国能源部对纯电动车Nissan-Leaf做了能耗分布,77-82%能耗消耗在了风阻、刹车、滚阻上面,而电驱能量损耗约16%,在16%里面功率半导体又占其中的40%左右,剩下的60%是电机的损耗,功率半导体在电控里占整车的能量损耗约为6.4%,而碳化硅器件的总损耗相比硅器件下降了70%,采用碳化硅器件,全车总损耗下降约4.48%。现代800V系统采用英飞凌Si
15、C模块续航提升了5%以上。现代汽车在支持800V快速充电的E-GMP的主要装置上,采用了英飞凌的车载全SiC模块。通过采用低损耗的SiC,将车辆的续航距离延长了5%以上。首次应用E-GMP的电动汽车(EV)是2021年2月发布的“IONIQ5”。也就是说,该EV采用了英飞凌的车载全SiC模块。第二章 项目背景、必要性一、 全球轨交逐渐推广碳化硅技术碳化硅应用于有轨电车,减少10%能耗。2021年12月3日,西门子官方公布了他们的碳化硅有轨电车的测试结果,即将正式批量投入使用。2021年8月,西门子铁路系统和慕尼黑市政公司在慕尼黑的Avenio有轨电车上成功完成了为期一年的SiC半导体技术的测试
16、。目前,装备SiC芯片的Aveniomnchen号已经运行一年时间,总共行驶了6.5万里。根据西门子最近公布的研究结果,碳化硅电车在操作过程中噪音水平较低,电机噪音总体上有所降低,而且能源消耗大约减少了10%。目前碳化硅转换器的初始规划阶段和车辆试验阶段已经完成。这次测试的Avenio电车两个牵引转换器中只有其中一个安装了SiC半导体,接下来,PINTA项目将重点在双系统有轨电车中使用SiC来实现系统优化。预计测试完成后,碳化硅将有望在整个欧洲推广使用。二、 碳化硅有望在800V系统中大显身手SiC由于其高耐压的特性,在1200V的耐压下阻抗远低于Si。从400V提升到800V,意味着电动汽车
17、所有的高压元器件及管理系统都要提高标准,首当其冲的就是逆变器。功率器件是电动汽车逆变器的核心能量转换单元,目前,传统IGBT通常适应的高压平台在600-700V左右,如果直流母线电压提升到800V以上,那么对应的功率器件耐压则需要提高到1200V左右。SiC由于其高耐压的特性,在1200V的耐压下阻抗远低于Si,对应的导通损耗会相应降低,同时由于SiC可以在1200V耐压下选择MOSFET封装,可以大幅降低开关损耗,这将大幅提高功率器件的效率。全球最高水平,1200V碳化硅导通电阻控制在3mcm2以下。作为为全球碳化硅龙头,Wolfspeed在电阻率指标控制方面表现优异,750V碳化硅导通电阻
18、控制在2mcm2左右,900V碳化硅导通电阻控制在2.5mcm2以下,1200V碳化硅导通电阻控制在3.2mcm2左右,Rohm也表现出色,650V碳化硅导通电阻控制在2mcm2以下,1200V碳化硅导通电阻控制在3mcm2以下。与Si逆变相比,SiC逆变技术的全部潜基于开关频率和压摆率高10倍的可能性。800V下SiC总功率损耗显著低于Si。当今最先进的400VSiIGBT逆变在8至10kHz的开关频率下运。电压压摆率通常高达5kV/s。传统Si技术和SiC技术在800V下的总功率损耗之间存在显著差异。SiC可以实现更高的功率密度。由于导通电阻低,在SiC半导体中产生的热损失很低。这允许更高
19、的开关频率,紧凑的封装空间和减少功率模块的冷却能力需求。因此,SiC半导体比Si半导体需要更小的封装空间,可以实现更高的功率密度。轻载时,SiC低导通损耗对续航提升更加明显。使用SiC技术的MOSFET在开关过程中表现出比使用Si技术更高的效率。低Rdson的优势是SiCMOSFET半导体在800V逆变器应用的主要原因。较宽的带隙和较低的表面电阻上较高的击穿电压,允许以较高的压摆率切换高电压,以上这些都是SiC的材料优势。由于更低的Rdson,开关损耗较低,可以应用较高的开关频率,特别是在轻载时,低导通损耗有对工况效率提升更加明显。在电机运行期间,逆变器会将电池提供的直流电压转换为快速脉冲电压
20、,从而产生谐波交流(AC)电流,交流电又将产生转子跟随的旋转电磁场。通过这种方式,脉冲电信号逐渐接近均匀正弦波形(40kHz及更高)的最佳值,高频损耗减小。电流的频谱也会变得“更干净”,从而减少了以发热形式出现的谐波损耗。碳化硅在开关状态下比采用硅IGBT的当前标准解决方案具有更高的电导率。在车辆层面,与SiIGBT相比,使用SiCMOSFET可将800V电压水平的系统效率提高多达3%。除了这一优势之外,碳化硅还可以显着提高逆变器输出的电压压摆率20kV/s(理论上),这是当今的硅半导体解决方案所不能达到的指标。与SiIGBT相比,在相同开关频率下的逆变器可以进一步提高2-4%的效率。总体而言
21、,电动机频率的增加导致效率进一步提高1-2%。为了减少效率劣势,必须在EMC约束允许的情况下将电压压摆率调整为最高。通过使用SiC代替Si半导体,系统优化在800V的电压水平下总共提高了68%的效率。为了实现SiC技术的效率提升,除了压摆率和开关频率的工作点相关调整之外,还必须软件优化及算法优化进一步提升系统效率。三、 车载电源产品主要向集成化、高功率化、双向化发展集成化:通过将DC/DC、OBC、电机、电控器件等集成可以减少车载电源的占用空间,减少电路板尺寸,降低组装成本以及BOM和PCB成本。高功率化:随着电动车续航、带电量的提高,10kW、20kW以上的大功率将成为主流,主要通过三相交流
22、电技术。双向化:双向DC/DC具有效率高、体积小、成本低的优点,同时还可将电池电能对外输出,有效提高电能利用率。双向车载充电机可以将电池的电能对外输出,实现车对车、车对负载、车对电网充电。在车载电源系统中使用SiCMOSFET能以更高的频率进行开关,功率密度更高,能效更高,EMI性能得到改善以及系统尺寸减小。同时,再以22KWOBC系统举例,再进一步细化成本结构:尽管相比单个Si基二极管和功率晶体管,分立式SiC基功率器件的成本更高。但从系统角度来说,SiC器件的性能可减少所需元件的数量,从而降低电路元件成本以满足支持各种功率器件功能的要求。综合测算,SiC系统比Si系统可节约近20%的成本。
23、除了结构成本节约之外,SiC系统在3kW/L的功率密度下可实现97%的峰值系统效率,而SiOBC仅可在2kW/L的功率密度下实现95%的效率。四、 坚持创新驱动发展,努力厚植新发展优势坚持创新在现代化建设全局中的核心地位,围绕创新链提升产业链,依托产业链优化创新链,持续提升创新能力和科技竞争力,打造成渝地区具有重要影响力的科技创新中心。 (一)做实创新平台统筹推进各领域创新发展,加快创新型城市建设。积极对接国家、省创新资源,培育一批国家级、省级企业技术中心、重点实验室、工程技术研究中心,联建一批创新型产业集群、产业技术创新战略联盟。加快建设锂电新材料创新中心、西南电子电路创新中心、超声医学工程
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