Các thành phần chính của hệ thống lưu trữ năng lượng -IGBT

Chi phí của hệ thống lưu trữ năng lượng chủ yếu bao gồm pin và bộ biến tần lưu trữ năng lượng. Tổng chi phí của hai bộ phận này chiếm 80% chi phí của hệ thống lưu trữ năng lượng điện hóa, trong đó bộ biến tần lưu trữ năng lượng chiếm 20%. Tinh thể lưỡng cực lưới cách điện IGBT là nguyên liệu thô đầu vào của bộ biến tần lưu trữ năng lượng. Hiệu suất của IGBT quyết định hiệu suất của bộ biến tần lưu trữ năng lượng, chiếm 20%-30% giá trị của bộ biến tần.

Vai trò chính của IGBT trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng là máy biến áp, biến tần, biến đổi xen kẽ, v.v., đây là thiết bị không thể thiếu trong các ứng dụng lưu trữ năng lượng.

Hình: Mô-đun IGBT

Nguyên liệu thô đầu nguồn của các biến số lưu trữ năng lượng bao gồm IGBT, điện dung, điện trở, điện trở, PCB, v.v. Trong số đó, IGBT vẫn chủ yếu phụ thuộc vào nhập khẩu. Vẫn còn một khoảng cách giữa IGBT trong nước về trình độ công nghệ và trình độ hàng đầu thế giới. Tuy nhiên, với sự phát triển nhanh chóng của ngành lưu trữ năng lượng Trung Quốc, quá trình nội địa hóa IGBT dự kiến ​​cũng sẽ được đẩy nhanh.

Giá trị ứng dụng lưu trữ năng lượng IGBT

So với quang điện, giá trị lưu trữ năng lượng của IGBT tương đối cao. Lưu trữ năng lượng sử dụng nhiều IGBT và SIC hơn, bao gồm hai liên kết: DCDC và DCAC, bao gồm hai giải pháp, cụ thể là hệ thống lưu trữ năng lượng tích hợp quang học và hệ thống lưu trữ năng lượng riêng biệt. Hệ thống lưu trữ năng lượng độc lập có số lượng thiết bị bán dẫn công suất gấp khoảng 1,5 lần quang điện. Hiện tại, lưu trữ quang học có thể chiếm hơn 60-70%, và hệ thống lưu trữ năng lượng riêng biệt chiếm 30%.

Hình: Mô-đun IGBT BYD

IGBT có phạm vi ứng dụng rộng, có lợi thế hơn MOSFET trong biến tần lưu trữ năng lượng. Trong các dự án thực tế, IGBT đã dần thay thế MOSFET trở thành thiết bị cốt lõi của biến tần quang điện và phát điện gió. Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp phát điện năng lượng mới sẽ trở thành động lực mới cho ngành công nghiệp IGBT.

IGBT là thiết bị cốt lõi để chuyển đổi và truyền tải năng lượng

IGBT có thể được hiểu đầy đủ là một bóng bán dẫn điều khiển dòng điện hai chiều (đa hướng) bằng cách điều khiển van.

IGBT là một thiết bị bán dẫn công suất điều khiển hoàn toàn bằng điện áp, bao gồm triode lưỡng cực BJT và ống hiệu ứng trường lưới cách điện. Ưu điểm của hai khía cạnh là giảm áp.

Hình: Sơ đồ cấu trúc mô-đun IGBT

Chức năng chuyển mạch của IGBT là tạo một kênh dẫn bằng cách thêm điện áp dương vào cổng để cung cấp dòng điện nền cho transistor PNP, từ đó điều khiển IGBT. Ngược lại, thêm điện áp cửa ngược để loại bỏ kênh dẫn, cho dòng điện nền ngược chạy qua và tắt IGBT. Phương pháp điều khiển của IGBT về cơ bản giống với MOSFET. Nó chỉ cần điều khiển cực N đầu vào của MOSFET một kênh, do đó có đặc tính trở kháng đầu vào cao.

IGBT là thiết bị cốt lõi của quá trình biến đổi và truyền tải năng lượng. Nó thường được gọi là "CPU" của các thiết bị điện tử. Là một ngành công nghiệp mới nổi mang tính chiến lược quốc gia, IGBT đã được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị năng lượng mới và các lĩnh vực khác.

IGBT có nhiều ưu điểm, bao gồm trở kháng đầu vào cao, công suất điều khiển thấp, mạch điều khiển đơn giản, tốc độ đóng cắt nhanh, dòng điện trạng thái lớn, áp suất phân luồng thấp và tổn thất nhỏ. Do đó, nó có lợi thế tuyệt đối trong môi trường thị trường hiện nay.

Do đó, IGBT đã trở thành xu hướng chủ đạo nhất trên thị trường bán dẫn điện hiện nay. Nó được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như sản xuất điện năng lượng mới, xe điện và trạm sạc, tàu điện, truyền tải điện một chiều, lưu trữ năng lượng, điều khiển điện công nghiệp và tiết kiệm năng lượng.

Nhân vật:InfineonMô-đun IGBT

Phân loại IGBT

Theo cấu trúc sản phẩm khác nhau, IGBT có ba loại: ống đơn, mô-đun IGBT và mô-đun nguồn thông minh IPM.

(Cọc sạc) và các lĩnh vực khác (chủ yếu là các sản phẩm mô-đun đang được bán trên thị trường hiện nay). Mô-đun điện thông minh IPM chủ yếu được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực thiết bị gia dụng như điều hòa không khí biến tần và máy giặt biến tần.

Tùy thuộc vào điện áp của ứng dụng, IGBT có các loại như điện áp cực thấp, điện áp thấp, điện áp trung bình và điện áp cao.

Trong số đó, IGBT được sử dụng bởi các phương tiện năng lượng mới, điều khiển công nghiệp và thiết bị gia dụng chủ yếu là điện áp trung bình, trong khi vận tải đường sắt, phát điện năng lượng mới và lưới điện thông minh có yêu cầu điện áp cao hơn, chủ yếu sử dụng IGBT điện áp cao.

IGBT chủ yếu xuất hiện dưới dạng mô-đun. Dữ liệu của IHS cho thấy tỷ lệ mô-đun và ống đơn là 3: 1. Mô-đun là sản phẩm bán dẫn dạng mô-đun được chế tạo bằng cách kết hợp chip IGBT và FWD (chip diode liên tục) thông qua cầu mạch tùy chỉnh, và thông qua khung nhựa, đế và đế, v.v.

Mtình hình thị trường:

Các công ty Trung Quốc đang phát triển nhanh chóng và hiện đang phụ thuộc vào nhập khẩu

Năm 2022, ngành công nghiệp IGBT của nước ta đạt sản lượng 41 triệu chiếc, nhu cầu khoảng 156 triệu chiếc, tỷ lệ tự cung tự cấp đạt 26,3%. Hiện nay, thị trường IGBT trong nước chủ yếu do các nhà sản xuất nước ngoài như Yingfei Ling, Mitsubishi Motor, Fuji Electric chiếm lĩnh, trong đó Yingfei Ling chiếm tỷ trọng cao nhất, đạt 15,9%.

Thị trường mô-đun IGBT CR3 đạt 56,91%, tổng thị phần của các nhà sản xuất trong nước là Star Director và CRRC là 5,01%. Thị phần của ba nhà sản xuất hàng đầu về thiết bị chia tách IGBT toàn cầu đạt 53,24%. Các nhà sản xuất trong nước lọt vào top 10 thị phần thiết bị IGBT toàn cầu với thị phần là 3,5%.

IGBT chủ yếu xuất hiện dưới dạng mô-đun. Dữ liệu của IHS cho thấy tỷ lệ mô-đun và ống đơn là 3: 1. Mô-đun là sản phẩm bán dẫn dạng mô-đun được chế tạo bằng cách kết hợp chip IGBT và FWD (chip diode liên tục) thông qua cầu mạch tùy chỉnh, và thông qua khung nhựa, đế và đế, v.v.

Mtình hình thị trường:

Các công ty Trung Quốc đang phát triển nhanh chóng và hiện đang phụ thuộc vào nhập khẩu

Năm 2022, ngành công nghiệp IGBT của nước ta đạt sản lượng 41 triệu chiếc, nhu cầu khoảng 156 triệu chiếc, tỷ lệ tự cung tự cấp đạt 26,3%. Hiện nay, thị trường IGBT trong nước chủ yếu do các nhà sản xuất nước ngoài như Yingfei Ling, Mitsubishi Motor, Fuji Electric chiếm lĩnh, trong đó Yingfei Ling chiếm tỷ trọng cao nhất, đạt 15,9%.

Thị trường mô-đun IGBT CR3 đạt 56,91%, tổng thị phần của các nhà sản xuất trong nước là Star Director và CRRC là 5,01%. Thị phần của ba nhà sản xuất hàng đầu về thiết bị chia tách IGBT toàn cầu đạt 53,24%. Các nhà sản xuất trong nước lọt vào top 10 thị phần thiết bị IGBT toàn cầu với thị phần là 3,5%.