Compoñentes fundamentais do sistema de almacenamento de enerxía -IGBT

O custo do sistema de almacenamento de enerxía está composto principalmente por baterías e inversores de almacenamento de enerxía. O total dos dous constitúe o 80% do custo do sistema de almacenamento de enerxía electroquímica, do que o inversor de almacenamento de enerxía supón o 20%. O cristal bipolar da rede illante IGBT é a materia prima 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 do 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 ascendentes das variables de almacenamento de enerxía inclúen IGBT, capacitancia, resistencia, resistencia eléctrica, PCB, etc. Entre elas, IGBT aínda depende principalmente das importacións. Aínda hai unha brecha entre o IGBT doméstico a nivel tecnolóxico 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 domesticación do IGBT se acelere.

Valor de aplicación de almacenamento de enerxía IGBT

En comparación coa fotovoltaica, o valor do IGBT de almacenamento de enerxía é relativamente alto. O almacenamento de enerxía utiliza máis IGBT e SIC, que inclúen dous enlaces: DCDC e DCAC, incluíndo dúas solucións, a saber, o sistema de almacenamento de enerxía integrado e separado de almacenamento óptico. O sistema de almacenamento de enerxía independente, a cantidade de dispositivos semicondutores de enerxía é de aproximadamente 1,5 veces 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 BYD IGBT

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

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

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

IGBT é un dispositivo semicondutor de potencia de control total composto polo triodo bipolar BJT e un tubo de efecto de campo de reixa illante. As vantaxes de dous aspectos da caída de presión.

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 base ao transistor PNP para impulsar o IGBT. Pola contra, engade a tensión inversa da porta para eliminar a canle, fluír a través da corrente base inversa e apagar o IGBT. O método de condución de IGBT é basicamente o mesmo que o de MOSFET. Só precisa controlar o polo de entrada N MOSFET dunha canle, polo que ten características de alta impedancia de entrada.

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

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

Polo tanto, IGBT converteuse no mercado actual de semicondutores de potencia. É amplamente utilizado en moitas áreas, como a xeración de enerxía nova, vehículos eléctricos e pilas de carga, buques electrificados, transmisión de CC, almacenamento de enerxía, control eléctrico industrial e aforro de enerxía.

Figura:InfineonMódulo IGBT

Clasificación IGBT

Segundo a estrutura do produto diferente, IGBT ten tres tipos: de tubo único, módulo IGBT e módulo de enerxía intelixente IPM.

(Pilas de carga) e outros campos (principalmente estes produtos modulares vendidos no mercado actual). O módulo de enerxía intelixente IPM utilízase principalmente no campo dos electrodomésticos brancos, como aire acondicionado inversor e lavadoras de conversión de frecuencia.

Dependendo da tensión do escenario de aplicación, IGBT ten tipos como ultra-baixa tensión, baixa tensión, media tensión e alta tensión.

Entre eles, o IGBT que utilizan os vehículos de nova enerxía, o control industrial e os electrodomésticos é principalmente de media tensión, mentres que o tránsito ferroviario, a nova xeración de enerxía enerxética e as redes intelixentes teñen requisitos de tensión máis elevados, empregando principalmente IGBT de alta tensión.

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

Msituación do mercado:

As empresas chinesas están crecendo 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 doméstico 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 o 15,9%.

O mercado de módulos IGBT CR3 alcanzou o 56,91% e a participación total dos fabricantes nacionais Star Director e a era CRRC do 5,01% foi do 5,01%. A cota de mercado dos tres principais fabricantes do dispositivo dividido IGBT global alcanzou o 53,24%. Os fabricantes nacionais entraron no top ten de cota de mercado do dispositivo IGBT global cunha cota de mercado do 3,5%.

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

Msituación do mercado:

As empresas chinesas están crecendo 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 doméstico 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 o 15,9%.

O mercado de módulos IGBT CR3 alcanzou o 56,91% e a participación total dos fabricantes nacionais Star Director e a era CRRC do 5,01% foi do 5,01%. A cota de mercado dos tres principais fabricantes do dispositivo dividido IGBT global alcanzou o 53,24%. Os fabricantes nacionais entraron no top ten de cota de mercado do dispositivo IGBT global cunha cota de mercado do 3,5%.