碳中和背景下，綠色能源市場迎來了諸多機遇。新能源發展已進入全新的階段，風能、光能作為新能源領域的先鋒力量，正在以快速的增長態勢推動這場綠色能源革命。安富利攜手安森美，精心策劃“碳”索能源未來專題活動，分享碳化硅儲能技術的最新趨勢與解決方案，本期帶大家回顧活動中的精彩瞬間并公布獲獎用戶名單~

01研討會回放，不容錯過

《下一代能源存儲系統的趨勢和解決方案》專題研討會，分解儲能市場和現有解決方案的痛點、并介紹安森美EliteSiC碳化硅系列產品大功率器件和大功率PIM在儲能市場的應用，點擊查看直播回放！

02問答集錦

吸引了行業內眾多工程師的積極參與，在研討會過程中大家踴躍發言提問，技術工程師為大家解答疑惑，精彩問答集錦為您一一呈現！

Q11100Vdc/480Vac儲能系統在實際應用中，能量轉換效率和系統穩定性如何?有哪些優化措施可以進一步提升性能?

A：能量轉換效率：

當前系統的能量轉換效率一般在94%-97%，高效方案可達98%（依賴于功率器件和拓撲）。

系統穩定性：

穩定性與控制策略、元件質量和熱管理密切相關。

優化措施：

1.使用SiC器件：降低開關損耗，提高效率。

2.控制算法優化：改進功率因數校正（PFC）和電流控制策略。

3.拓撲改進：使用全橋或多電平拓撲以降低應力。

4.熱管理優化：液冷或高效散熱設計提升穩定性。

Q2IGBT和SiC在短路時有什么不同的地方，短路保護上怎么設計？

A：短路表現的不同：

IGBT：短路耐受時間較長（一般為5-10μs），允許一定時間檢測并關斷。

SiC：因材料特性短路耐受時間更短（通常<2μs），需更快速的保護機制。

保護設計：

1.配置門極驅動電路的短路監測功能（如desaturation檢測）。

2.利用快速熔斷器或電子保險絲。

3.設計硬件保護邏輯，在μs級實現故障關斷。

Q3IGBT在儲能系統的應用一般規格有哪些？

A：典型規格：

電壓等級：600V、1200V、1700V。

電流等級：50A-300A，模塊化設計支持更大功率需求。

封裝形式：常見TO-247、模塊封裝。

Q4安森美是否能提供仿真模型，或者仿真渠道？

A：安森美器件仿真渠道：

https://www.onsemi.com/design/elite-power-simulator

Q5SiC在高壓大電流方面比si器件有哪些優勢？

A：高擊穿電場強度：SiC的擊穿電場強度約為Si的10倍，支持更高電壓。

低導通損耗：SiC MOSFET的導通阻抗遠小于IGBT。

更高的熱導率：散熱效率顯著提高。

高頻性能：支持高達MHz級頻率。

Q6SiC功率器件在雙向DC轉換電路中如何應用？

A：雙向DC轉換器采用SiC MOSFET，顯著降低反向恢復損耗，提高雙向能量流動效率。

在電動車輛和儲能系統中，SiC可優化充放電效率，同時降低系統重量與體積。

Q7SiC模塊可以支持多高的開關頻率？

A：SiC模塊的開關頻率通常在50kHz至1MHz，視系統需求而定。

在>100kHz頻率下仍可保持較低開關損耗，適合高頻應用（如光伏逆變器、DC-DC轉換器）。

Q8V2G是分布式儲能的一個很好的方向，它的大規模商業實現還缺乏哪些條件？

A：標準化不足：各國的通信協議、硬件接口尚未統一（如OCPP協議）。

電網適應性：現有電網的雙向能量流動能力有限。

經濟模型：需建立合理的商業回報機制激勵用戶參與。

硬件可靠性：充放電頻繁對電池壽命提出更高要求，需優化電池技術。

Q9安森美EliteSiC碳化硅系列產品大功率器件和大功率PIM在儲能市場大范圍的應用了嗎？應用有哪些注意點？

A：目前儲能市場頭部企業新產品方案均采用安森美開發，安森美模塊在大功率PCS應用中市占率排第一。

應用注意點：

1.散熱設計：確保良好的熱管理，減少熱失效。

2.驅動電路優化：為SiC設計專用驅動，防止過驅或欠驅。

3.短路保護：因SiC的短路耐受時間較短，需要快速保護電路。

Q10安森美EliteSiC碳化硅相比于友商有哪些優勢？

A：低導通電阻：同級別器件中導通損耗更低。

更高可靠性：在高溫和高頻環境下性能穩定，適應嚴苛條件。

全產業鏈整合：安森美從SiC粉末到長晶到切片到封測全產業鏈全自有工廠，器件一致性、供應穩定性更好。

Q11安森美的碳化硅器件有什么比較突出的優點和特性，可以應用高壓脈沖發生器中嗎？

A：優點與特性：

1.高擊穿電壓和低漏電流，適用于高壓場景。

2.開關速度快，適配高壓脈沖快速切換的需求。

3.耐高溫特性，適合惡劣環境。

應用場景：

可用于高壓脈沖發生器，但需設計合適的驅動和散熱系統以應對高頻切換需求。

Q12車載能源存儲系統的趨勢是什么？

A：輕量化與高功率密度：通過使用SiC和GaN器件減小體積，提升效率。

高壓化：從400V系統逐步發展到800V或更高電壓平臺。

集成化與智能化：電池管理系統（BMS）與AI控制策略融合。

Q13儲能產品中的通信干擾問題如何解決？

A：屏蔽設計：對通信模塊和功率模塊進行電磁屏蔽。

濾波電路：在電源線和通信線增加高頻濾波器。

差分信號傳輸：降低EMI干擾。

優化布線：電源線與信號線分離，降低相互干擾。

Q14儲能場景差異化如何實現？

A：功率與容量優化：根據用戶需求（如家庭儲能vs工商業儲能）設計不同的功率密度和容量方案。

控制策略差異化：針對微網并網、孤網運行等設計專屬控制算法。

模塊化設計：通過模塊化堆疊實現靈活擴展，適應不同應用場景的需求。

能源管理系統（EMS）定制：優化不同場景的調度邏輯，如峰谷電價套利或應急供電。

Q15儲能趨勢是高效低功耗嗎？從安全可靠的方面有那些進步？

A：趨勢：

是的，高效低功耗是儲能系統的核心方向，同時注重安全性和可靠性。

安全與可靠性進步：

1.熱管理系統優化：改進散熱設計，防止熱失控。

2.電池管理技術：增加冗余保護，實時監測單體電池狀態。

3.絕緣監測與漏電保護：確保高壓設備運行安全。

4.直流滅弧技術：防止直流拉弧引發事故。

Q16儲能市場現有解決方案有哪些？

A：家用儲能系統：5-30kWh，基于鋰電池和SiC的逆變器。

工商業儲能系統：50-500kWh，模塊化設計，支持并網和離網模式。

大型儲能電站：>1MWh，適用于電網調峰調頻。

移動儲能設備：如電動汽車車載儲能，支持V2G（車網互動）。

Q17儲能系統需要有哪些保護？

A：過壓/過流保護：避免電池和功率器件損壞。

溫度保護：防止熱失控或過熱運行。

直流滅弧：直流電弧能量較高，需特殊設計滅弧裝置。

防反接保護：防止系統接線錯誤導致的安全問題。

Q18存儲效率以及安全如何解決？

A：提高效率：

1.采用高效率功率器件：如SiC和GaN器件。

2.優化能量管理：采用AI優化調度算法減少能量損耗。

3.高效熱管理：降低系統熱損耗。

提升安全性：

1.電池級保護：實時監測電池電壓、溫度和電流。

2.系統級保護：增加多層安全冗余設計。

3.材料創新：采用防燃材料，減少起火風險。

Q19大功率器件散熱怎么能夠很好的解決？

A：先進散熱材料：如熱界面材料（TIM）、石墨烯涂層。

液冷系統：在高功率密度應用中效果更好。

優化模塊封裝：ONSEMI有Si3N4作為沉底的模塊，降低熱阻，提升散熱效率。

熱仿真與設計優化：通過CFD工具優化熱流通路。

Q20對于系統擴容，是否SiC可以與原IGBT混用？

A：技術上可以混用：SiC和IGBT的混用是可行的，但需要進行匹配設計。

注意點：

驅動電路匹配：SiC開關頻率更高，驅動設計要區分。

散熱需求不同：SiC的散熱需求可能低于IGBT。

系統諧波和兼容性：SiC和IGBT的開關特性不同，可能引入諧波干擾。

建議：對擴容的電路進行仿真分析，確保穩定性。

Q21光伏儲能逆變器采用哪種功率元器件的效率更高？IGBT還是SIC MOSFET？

A：SiC MOSFET更高效：

高開關頻率，降低開關損耗。

更高的熱導率，散熱需求降低。

能實現更小的無源元件體積，適合高功率密度場景。

IGBT：適用于成本敏感且開關頻率要求不高的場景。

建議選擇：高效率和緊湊設計優先時選SiC MOSFET；低成本方案時選IGBT。

Q22貴司碳化硅和IGBT，驅動需要注意什么？有無專用驅動板？碳化硅硬開關的開關損耗是否和比一般MOS管小？

A：驅動注意點：

SiC：需更高的驅動電壓范圍（如18-20V），更快的響應速度。

IGBT：一般驅動電壓在15V左右，開關速度相對較慢。

安森美有SiC配套驅動解決方案，如NCD57101、NCP51561，可提供免費樣品測試。SiC硬開關損耗是比傳統Mosfet小。

Q23老師你好！問一下碳化硅儲能技術較現在常用的儲能技術有那些優勢？

A：更高效率：開關損耗和導通損耗更低。

更高功率密度：可支持更高開關頻率，縮小器件體積。

耐高溫：SiC可在150℃或更高溫度下工作。

使用壽命長：降低了熱應力和老化問題。

Q24能源存儲效率如何提升？有哪些影響因素？

A：采用高效器件：如SiC或GaN，降低功率損耗。

優化控制策略：改進MPPT和充放電管理算法。

降低傳輸損耗：通過更短的布線和優化拓撲設計。

熱管理優化：提高散熱效率，減少熱損耗。

影響因素：器件效率、轉換級數、控制策略、散熱設計。

Q25請教一下碳化硅模塊在驅動和散熱設計上有什么不同嗎？

A：驅動設計：

SiC需要更快的驅動響應，通常采用更高的驅動電壓。

注意抗干擾設計，避免高頻振蕩。

散熱設計：

SiC的損耗更低，熱管理設計壓力相對小，但高功率密度下需用高效散熱方案，如液冷。

Q26請專家分析一下:碳化硅器件在戶用儲能和家庭微網領域是否有適用場景?

A：適用場景：高效率、高功率密度要求的應用（如5-10kW的家庭儲能）。

優勢：

支持高頻小型化設計，降低逆變器體積。

高效充放電管理，降低能量損耗。

Q27驅動設計需要注意哪些要點？

A：確保驅動電壓滿足器件要求（如SiC需更高驅動電壓）。

降低寄生電感，避免高頻開關引起的振蕩。

增加死區時間優化，避免直通失效。

Q28碳化硅驅動震蕩有什么好辦法抑制嗎？

A：PCB布線優化：減少寄生電感和寄生電容。

柵極電阻調整：適當增加柵極電阻值，降低開關速度。

添加吸收網絡：并聯RC電路吸收振蕩能量。

Q29碳化硅與IGBT在儲能系統中的性能和優越性提升了多少？

A：SiC的效率較IGBT可提升2%-5%。

開關頻率可提高3-10倍，支持更小的無源元件設計。

Q30未來儲能pcs的轉化率怎樣提高？

A：使用SiC/GaN器件，優化拓撲結構和控制策略。

Q31下一代儲能系統是否具備構網型能力？同時構網型儲能對功率器件有什么型的要求？隨著帶NPU的異構DSP推出，AI對下一代儲能有什么影響？

A：構網型儲能：具備獨立維持電網運行的能力，對控制算法要求高。新一代儲能根據公司設計要求，可實現該功能。

功率器件要求：高可靠性、一致性好、高效率和寬帶寬器件。

AI影響：優化全局調度、提升效率、預測故障并提前做出預備策略。

Q32針對大功率應用，是可以輕松實現多只并聯還是直接集成到一起了？

A：大功率應用可選擇單管并聯及模塊方案，目前主流單管硬并聯數量不超過4PCS，如需再增加功率，考慮交錯式方案及組串式方案，可極大擴充系統整體功率。