戶用儲能迎來爆發(fā)，英飛凌提供一站式系統(tǒng)解決方案

從全球的角度看，氣侯變化是我們所處這個時代最大的挑戰(zhàn)，比如現(xiàn)在的溫室效應(yīng)、全球氣候變暖以及海平面的上升，所有這一切都是跟二氧化碳的排放量相關(guān)。

根據(jù)權(quán)威機構(gòu)IEA的調(diào)研，從1910年到2022年，過去一百年的時間，二氧化碳的排放量呈指數(shù)級遞增，2022年達到36.8Gt的二氧化碳排放量。

而究其碳排放來源，最大的來源是發(fā)電，占比高達40%。第二部分就是工業(yè)應(yīng)用，這部分占25%。第三部分是交通運輸，占比達到了22%。而建筑用電占比排在第四位，占比為8%。

為了降低碳排放，就要加大提高可再生能源的使用占比。但可再生能源受制于環(huán)境條件影響，發(fā)電具有間歇性，并不能夠像傳統(tǒng)能源那樣可控的線性生產(chǎn)，因此也不能夠直接接入電網(wǎng)利用。

而這時候，儲能系統(tǒng)的作用就體現(xiàn)出來了。儲能系統(tǒng)可以將可再生能源的電能儲存起來，對于可再生能源的生產(chǎn)和使用而言是必不可少的組成。

戶用儲能市場迎來爆發(fā)式增長

據(jù)英飛凌電源與傳感系統(tǒng)事業(yè)部應(yīng)用管理高級經(jīng)理徐斌介紹，儲能可以分為表前和表后兩大類，其中的表指的是家里的電表。在家用之前的就是表前的儲能，一般指的是生產(chǎn)側(cè)和電網(wǎng)配電側(cè)，在家庭電表之后的鏈路中的就是表后儲能，指的是消費側(cè)。

而消費側(cè)的表后儲能，按照客戶需求體量又可以分為企業(yè)用戶和家庭用戶。而近年來，家庭用戶的儲能系統(tǒng)安裝量得以大幅增長。

來自IHS 2022年的報告預(yù)計，從2020年到2030年戶用儲能從2020年到2030年的年復(fù)合增長率將達到30.9%。

其中2022年戶用儲能的裝機需求大約是14000兆瓦，但實際出貨量達到了18000兆萬。也就是意味著在2022年有差不多4000兆萬的庫存積壓在儲能逆變器和儲能系統(tǒng)安裝商那里。當(dāng)這個量消耗完之后，戶用儲能還會迎來更迅猛和健康的增長。

光伏戶用儲能系統(tǒng)的效率和功率密度至關(guān)重要

戶用儲能系統(tǒng)一般都是用于自發(fā)自用，多余的部分會反向售電給電網(wǎng)。以前的戶用光伏系統(tǒng)，就是一個單獨的光伏發(fā)電功能；而現(xiàn)在和未來，光伏發(fā)電系統(tǒng)必然會與儲能系統(tǒng)結(jié)合進行戶用的安裝配置。隨著新能源汽車的爆發(fā)，大家需要把充電跟儲能和光伏系統(tǒng)做搭配，也就是現(xiàn)在非常熱的光儲充一體系統(tǒng)。

從戶用儲能系統(tǒng)典型框圖來看，內(nèi)部架構(gòu)簡單來說包括兩大部分：一是儲能的介質(zhì)，也就是是一個電池包；二是它的功率轉(zhuǎn)換部分。其中功率轉(zhuǎn)換又分為兩個部分：一是DC到DC的轉(zhuǎn)換；二是逆變或者DC/AC的轉(zhuǎn)變。這一部分跟傳統(tǒng)的光伏系統(tǒng)很大的不同就是能量在里面雙向傳輸，以前的光伏系統(tǒng)只是單向的能量流動，現(xiàn)在的戶用儲能既要充電又要放電，所以能量都是雙向的流動。

據(jù)徐斌介紹，當(dāng)前戶用儲能系統(tǒng)的技術(shù)要求有幾點至關(guān)重要：一是未來光伏一定要搭配儲能；二是體積、重量、成本和效率之間的平衡；三是因為戶用條件限制體積和噪音不能太大，無風(fēng)扇設(shè)計就對于元器件的溫度控制有更高的要求?？偨Y(jié)來說，光伏戶用儲能系統(tǒng)的效率和功率密度是最制約未來產(chǎn)品競爭力的重要因素。

英飛凌一站式功率解決方案

為了應(yīng)對更高功率密度和更小溫升的設(shè)計挑戰(zhàn)，SiC作為第三代半導(dǎo)體器件，有著諸多的優(yōu)勢。

首先，從當(dāng)前的從現(xiàn)在硅的器件轉(zhuǎn)到碳化硅系統(tǒng)，可以提升很高的效率；第二，SiC MOS的體積比較小，可以提升功率密度；第三，它非常靈活，SiC MOS的pin腳或者使用方法都可以跟硅的系統(tǒng)做到無縫連接；第四，SiC器件的可拓展性非常好，從650V，到1200V，1700V都有。

英飛凌提供了一站式的功率解決方案，同時提供SiC和Si的兩種材料的功率器件，提供包括功率器件、MOS、IGBT和IGBT模塊等多種不同的產(chǎn)品形態(tài)。

在中低壓MOS方面，英飛凌有2個產(chǎn)品系列，一個叫StrongIRFET，一個叫做OptiMOS。StrongIRFET產(chǎn)品線來自2016年收購IR公司產(chǎn)品之后的升級，而OptiMOS目前已經(jīng)發(fā)布到第六代產(chǎn)品。

徐斌表示，第六代OptiMOS產(chǎn)品性能優(yōu)異：從從100V產(chǎn)品的RDS(on)來看，目前英飛凌可以做到2.2毫歐，最好的對手產(chǎn)品是3.2毫歐，差不多比對手小30%左右；第二部分，如果從ΔQg來看，第六代OptiMOS產(chǎn)品的指標(biāo)要比對手小差不多27%，比上一代產(chǎn)品小50%左右。

而在SiC MOS方面，英飛凌也是發(fā)布了第二代碳化硅MOS產(chǎn)品，以650V、57毫歐的產(chǎn)品做性能對比的話，可以看到第二代比第一代Qoss、Eoss、Ciss等性能降低差不多30%。另外一方面，第二代產(chǎn)品同時保留了易用性，比如V(GS)th，還是保持了很高的水準(zhǔn)，差不多在4.5伏，這樣帶來的好處就是，客戶在0伏的時候就可以對這個器件進行關(guān)斷的操作。

“目前戶用儲能系統(tǒng)看起來很簡單，其實它內(nèi)部結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，里面涉及的器件很多。”徐斌總結(jié)到，“英飛凌可以提供完整的解決方案，可以提高你的功率密度、提升效率。英飛凌同時還有很多MCU、傳感、通訊器件，這部分也產(chǎn)品也可以帶給你更快更好的設(shè)計體驗。”