Compoñentes clave do sistema de almacenamento de enerxía -IGBT

O custo do sistema de almacenamento de enerxía componse principalmente de baterías e inversores de almacenamento de enerxía. A suma dos dous constitúe o 80 % do custo do sistema de almacenamento de enerxía electroquímica, do cal o inversor de almacenamento de enerxía representa o 20 %. O cristal bipolar da rede illante IGBT é a materia prima augas arriba do inversor de almacenamento de enerxía. O rendemento do IGBT determina o rendemento do inversor de almacenamento de enerxía, representando entre o 20 % e o 30 % do valor do inversor.

O papel principal dos IGBT no campo do almacenamento de enerxía é o transformador, a conversión de frecuencia, a conversión de intervolución, etc., que é un dispositivo indispensable nas aplicacións de almacenamento de enerxía.

Figura: Módulo IGBT

As materias primas principais das variables de almacenamento de enerxía inclúen IGBT, capacitancia, resistencia, resistencia eléctrica, PCB, etc. Entre elas, os IGBT aínda dependen principalmente das importacións. Aínda existe unha brecha entre o nivel tecnolóxico dos IGBT nacionais e o nivel líder mundial. Non obstante, co rápido desenvolvemento da industria de almacenamento de enerxía de China, tamén se espera que o proceso de domesticización dos IGBT se acelere.

Valor da aplicación de almacenamento de enerxía IGBT

En comparación coa fotovoltaica, o valor do almacenamento de enerxía IGBT é relativamente alto. O almacenamento de enerxía usa máis IGBT e SIC, implicando dúas conexións: DCDC e DCAC, incluíndo dúas solucións, concretamente o almacenamento óptico integrado e o sistema de almacenamento de enerxía separado. No sistema de almacenamento de enerxía independente, a cantidade de dispositivos semicondutores de potencia é aproximadamente 1,5 veces maior que a fotovoltaica. Na actualidade, o almacenamento óptico pode representar máis do 60-70 % e un sistema de almacenamento de enerxía separado representa o 30 %.

Figura: Módulo IGBT de BYD

O IGBT ten unha ampla gama de capas de aplicación, o que é máis vantaxoso que o MOSFET no inversor de almacenamento de enerxía. En proxectos reais, o IGBT substituíu gradualmente o MOSFET como dispositivo central dos inversores fotovoltaicos e da xeración de enerxía eólica. O rápido desenvolvemento da nova industria de xeración de enerxía converterase nunha nova forza motriz para a industria IGBT.

IGBT é o dispositivo central para a transformación e transmisión de enerxía

O IGBT pódese entender completamente como un transistor que controla o fluxo electrónico bidireccional (multidireccional) con control de válvula.

O IGBT é un dispositivo semicondutor de potencia composto de control total e accionado por tensión, composto polo tríodo bipolar BJT e un tubo de efecto de campo de rede illante. As vantaxes da caída de presión son dous aspectos.

Figura: Diagrama esquemático da estrutura do módulo IGBT

A función de conmutación do IGBT é formar unha canle engadindo positivo á tensión da porta para proporcionar a corrente de base ao transistor PNP para controlar o IGBT. Pola contra, engádese a tensión inversa da porta para eliminar a canle, o fluxo da corrente de base inversa a través dela e se apaga o IGBT. O método de control do IGBT é basicamente o mesmo que o do MOSFET. Só precisa controlar o polo de entrada N dun MOSFET dun só canal, polo que ten unhas características de alta impedancia de entrada.

O IGBT é o dispositivo central da transformación e transmisión de enerxía. Coñécese comunmente como a "CPU" dos dispositivos eléctricos e electrónicos. Como industria emerxente estratéxica nacional, utilizouse amplamente en novos equipos de enerxía e outros campos.

O IGBT ten moitas vantaxes, incluíndo unha alta impedancia de entrada, baixa potencia de control, circuíto de accionamento sinxelo, velocidade de conmutación rápida, corrente de estado grande, presión de desviación reducida e pequenas perdas. Polo tanto, ten vantaxes absolutas no entorno de mercado actual.

Polo tanto, os IGBT convertéronse no máis común no mercado actual de semicondutores de potencia. Úsanse amplamente en moitas áreas como a xeración de novas enerxías, vehículos eléctricos e pilas de carga, barcos electrificados, transmisión de corrente continua, almacenamento de enerxía, control eléctrico industrial e aforro de enerxía.

Figura:InfineonMódulo IGBT

Clasificación IGBT

Segundo a diferente estrutura do produto, os IGBT teñen tres tipos: monotubo, módulo IGBT e módulo de potencia intelixente IPM.

(Pilas de carga) e outros campos (principalmente produtos modulares deste tipo que se venden no mercado actual). O módulo de alimentación intelixente IPM úsase amplamente principalmente no campo dos electrodomésticos brancos, como os aparellos de aire acondicionado inversores e as lavadoras con conversión de frecuencia.

Dependendo da tensión do escenario de aplicación, os IGBT teñen tipos como tensión ultrabaxa, baixa tensión, tensión media e alta tensión.

Entre eles, o IGBT empregado polos vehículos de novas enerxías, o control industrial e os electrodomésticos é principalmente de media tensión, mentres que o transporte ferroviario, a xeración de enerxía para novas enerxías e as redes intelixentes teñen requisitos de tensión máis elevados, utilizando principalmente IGBT de alta tensión.

Os IGBT aparecen principalmente en forma de módulos. Os datos de IHS mostran que a proporción de módulos e tubo único é de 3:1. O módulo é un produto semiconductor modular fabricado polo chip IGBT e o FWD (chip de díodo continuo) a través dunha ponte de circuíto personalizada e mediante marcos de plástico, substratos e substratos, etc.

Msituación do mercado:

As empresas chinesas están a medrar rapidamente e actualmente dependen das importacións

En 2022, a industria IGBT do meu país tivo unha produción de 41 millóns, cunha demanda duns 156 millóns e unha taxa de autosuficiencia do 26,3 %. Na actualidade, o mercado nacional de IGBT está ocupado principalmente por fabricantes estranxeiros como Yingfei Ling, Mitsubishi Motor e Fuji Electric, dos cales a maior proporción é Yingfei Ling, que é do 15,9 %.

O mercado de módulos IGBT CR3 alcanzou o 56,91 % e a cota total dos fabricantes nacionais Star Director e CRRC, cun 5,01 %, foi do 5,01 %. A cota de mercado dos tres principais fabricantes de dispositivos divididos IGBT a nivel mundial alcanzou o 53,24 %. Os fabricantes nacionais entraron no posto dos dez primeiros fabricantes de dispositivos IGBT a nivel mundial cunha cota de mercado do 3,5 %.

Os IGBT aparecen principalmente en forma de módulos. Os datos de IHS mostran que a proporción de módulos e tubo único é de 3:1. O módulo é un produto semiconductor modular fabricado polo chip IGBT e o FWD (chip de díodo continuo) a través dunha ponte de circuíto personalizada e mediante marcos de plástico, substratos e substratos, etc.

Msituación do mercado:

As empresas chinesas están a medrar rapidamente e actualmente dependen das importacións

En 2022, a industria IGBT do meu país tivo unha produción de 41 millóns, cunha demanda duns 156 millóns e unha taxa de autosuficiencia do 26,3 %. Na actualidade, o mercado nacional de IGBT está ocupado principalmente por fabricantes estranxeiros como Yingfei Ling, Mitsubishi Motor e Fuji Electric, dos cales a maior proporción é Yingfei Ling, que é do 15,9 %.

O mercado de módulos IGBT CR3 alcanzou o 56,91 % e a cota total dos fabricantes nacionais Star Director e CRRC, cun 5,01 %, foi do 5,01 %. A cota de mercado dos tres principais fabricantes de dispositivos divididos IGBT a nivel mundial alcanzou o 53,24 %. Os fabricantes nacionais entraron no posto dos dez primeiros fabricantes de dispositivos IGBT a nivel mundial cunha cota de mercado do 3,5 %.