O custo do sistema de armazenamento de energia é composto principalmente por baterias e inversores de armazenamento de energia. A soma dos dois constitui 80% do custo do sistema de armazenamento de energia eletroquímico, dos quais o inversor de armazenamento de energia representa 20%. O cristal bipolar da grade isolante IGBT é a matéria-prima a montante do inversor de armazenamento de energia. O desempenho do IGBT determina o desempenho do inversor de armazenamento de energia, representando de 20% a 30% do valor do inversor.
A principal função do IGBT no campo de armazenamento de energia é transformador, conversão de frequência, conversão de intervolução, etc., sendo um dispositivo indispensável em aplicações de armazenamento de energia.
Figura: Módulo IGBT
As matérias-primas upstream das variáveis de armazenamento de energia incluem IGBT, capacitância, resistência, resistência elétrica, PCB, etc. Entre elas, o IGBT ainda depende principalmente de importações. Ainda existe uma lacuna entre o IGBT nacional em nível tecnológico e o nível de liderança mundial. No entanto, com o rápido desenvolvimento da indústria de armazenamento de energia da China, espera-se que o processo de domesticação do IGBT também se acelere.
Valor da aplicação de armazenamento de energia IGBT
Comparado com a energia fotovoltaica, o valor do armazenamento de energia IGBT é relativamente alto. O armazenamento de energia utiliza mais IGBT e SIC, envolvendo dois links: DCDC e DCAC, incluindo duas soluções: o armazenamento óptico integrado e o sistema de armazenamento de energia separado. No sistema de armazenamento de energia independente, a quantidade de dispositivos semicondutores de potência é cerca de 1,5 vez maior que a fotovoltaica. Atualmente, o armazenamento óptico pode representar mais de 60-70%, e um sistema de armazenamento de energia separado representa 30%.
Figura: Módulo IGBT BYD
O IGBT possui uma ampla gama de camadas de aplicação, o que o torna mais vantajoso do que o MOSFET em inversores de armazenamento de energia. Em projetos atuais, o IGBT vem substituindo gradualmente o MOSFET como o principal dispositivo de inversores fotovoltaicos e geração de energia eólica. O rápido desenvolvimento da nova indústria de geração de energia se tornará uma nova força motriz para a indústria de IGBT.
O IGBT é o dispositivo central para transformação e transmissão de energia
O IGBT pode ser totalmente compreendido como um transistor que controla o fluxo eletrônico bidirecional (multidirecional) com controle de válvula.
O IGBT é um dispositivo semicondutor de potência composto por um triodo bipolar BJT e um tubo de efeito de campo de grade isolante, com dois aspectos de queda de pressão.
Figura: Diagrama esquemático da estrutura do módulo IGBT
A função de comutação do IGBT é formar um canal adicionando positivo à tensão de porta para fornecer a corrente de base ao transistor PNP para acionar o IGBT. Por outro lado, adicione a tensão de porta inversa para eliminar o canal, fluindo através da corrente de base reversa e desligando o IGBT. O método de acionamento do IGBT é basicamente o mesmo do MOSFET. Ele precisa controlar apenas o MOSFET de um canal de polo N de entrada, portanto, possui características de alta impedância de entrada.
O IGBT é o dispositivo central de transformação e transmissão de energia. É comumente conhecido como a "CPU" de dispositivos eletroeletrônicos. Como uma indústria emergente estratégica nacional, tem sido amplamente utilizado em novos equipamentos de energia e outros campos.
O IGBT possui inúmeras vantagens, incluindo alta impedância de entrada, baixa potência de controle, circuito de acionamento simples, alta velocidade de comutação, alta corrente de estado sólido, pressão de desvio reduzida e baixa perda. Portanto, apresenta vantagens absolutas no atual ambiente de mercado.
Portanto, o IGBT se tornou o mais popular no mercado atual de semicondutores de potência. É amplamente utilizado em diversas áreas, como geração de energia, veículos elétricos e estações de recarga, navios eletrificados, transmissão CC, armazenamento de energia, controle elétrico industrial e economia de energia.
Figura:InfineonMódulo IGBT
Classificação IGBT
De acordo com a estrutura diferente do produto, o IGBT tem três tipos: tubo único, módulo IGBT e módulo de potência inteligente IPM.
(Pilhas de carregamento) e outros campos (principalmente produtos modulares vendidos no mercado atual). O módulo de energia inteligente IPM é amplamente utilizado principalmente na área de eletrodomésticos brancos, como condicionadores de ar inverter e máquinas de lavar com conversor de frequência.
Dependendo da tensão do cenário de aplicação, o IGBT tem tipos como ultrabaixa tensão, baixa tensão, média tensão e alta tensão.
Entre eles, o IGBT usado por veículos de nova energia, controle industrial e eletrodomésticos é principalmente de média tensão, enquanto o transporte ferroviário, a nova geração de energia e as redes inteligentes têm requisitos de tensão mais altos, principalmente usando IGBT de alta tensão.
O IGBT aparece principalmente na forma de módulos. Dados da IHS mostram que a proporção de módulos e tubos individuais é de 3:1. O módulo é um produto semicondutor modular fabricado pelo chip IGBT e pelo FWD (chip de diodo contínuo) por meio de uma ponte de circuito personalizada, além de estruturas plásticas, substratos e substratos, etc.
Msituação do mercado:
As empresas chinesas estão a crescer rapidamente e actualmente dependem de importações
Em 2022, a indústria de IGBT do meu país produziu 41 milhões de unidades, com uma demanda de cerca de 156 milhões e uma taxa de autossuficiência de 26,3%. Atualmente, o mercado doméstico de IGBT é ocupado principalmente por fabricantes estrangeiros, como Yingfei Ling, Mitsubishi Motor e Fuji Electric, dos quais a Yingfei Ling detém a maior participação, com 15,9%.
O mercado de módulos IGBT CR3 atingiu 56,91%, com a participação total dos fabricantes nacionais Star Director e CRRC de 5,01%. A participação de mercado dos três principais fabricantes no mercado global de dispositivos IGBT divididos atingiu 53,24%. Os fabricantes nacionais entraram no top 10 do mercado global de dispositivos IGBT, com uma participação de mercado de 3,5%.
O IGBT aparece principalmente na forma de módulos. Dados da IHS mostram que a proporção de módulos e tubos individuais é de 3:1. O módulo é um produto semicondutor modular fabricado pelo chip IGBT e pelo FWD (chip de diodo contínuo) por meio de uma ponte de circuito personalizada, além de estruturas plásticas, substratos e substratos, etc.
Msituação do mercado:
As empresas chinesas estão a crescer rapidamente e actualmente dependem de importações
Em 2022, a indústria de IGBT do meu país produziu 41 milhões de unidades, com uma demanda de cerca de 156 milhões e uma taxa de autossuficiência de 26,3%. Atualmente, o mercado doméstico de IGBT é ocupado principalmente por fabricantes estrangeiros, como Yingfei Ling, Mitsubishi Motor e Fuji Electric, dos quais a Yingfei Ling detém a maior participação, com 15,9%.
O mercado de módulos IGBT CR3 atingiu 56,91%, com a participação total dos fabricantes nacionais Star Director e CRRC de 5,01%. A participação de mercado dos três principais fabricantes no mercado global de dispositivos IGBT divididos atingiu 53,24%. Os fabricantes nacionais entraram no top 10 do mercado global de dispositivos IGBT, com uma participação de mercado de 3,5%.
Horário da publicação: 08/07/2023
