公司

电池储能系统--能源转型的支柱

先进半导体提高了电池储能系统(BESS)的性能、可靠性和安全性。这些系统储存电能以供日后使用,提供电网稳定性、可再生能源整合和备用电力,有效平衡供需。

电力基础设施
电网基础设施
文章

电网已经发生了根本性的变化,从发电厂到工业和消费场景的单向电力流演变成一个高度复杂的分布式网络,其中有不同的能源载体,可再生能源的比例也在不断上升。

可再生能源产生的能量随天气、季节和时间的变化而波动。强大的储能设施是能源转型成功的绝对先决条件,也是未来太阳能和风能成为最重要电力来源的绝对先决条件。电池储能系统可以缓冲可再生能源组合的电力波动,平衡供需,防止停电。

英飞凌半导体在电池储能系统的许多领域都发挥着重要作用。它们负责能量转换和电池管理。此外,它们还支持热管理,如加热、冷却和自动温度控制。它们对安全和安保至关重要。

让我们仔细看看:

信息图表
信息图表
信息图表

功率转换系统(PCS)是储能元件(如大型直流电池组)与交流电网之间的中间设备。电力转换系统 (PCS) 负责交流/直流和直流/交流转换,能量流入电池为其充电,或从电池储能转换为交流电并输入电网。此外,还可根据功能或技术增加双向 DC/DC 转换功能。

这些开关操作的能源效率很大程度上依赖于半导体技术,例如我们广泛的 IGBT 和CoolSiC™功率产品组合,电压范围从 650 V 到 3300 V。

进一步了解 PCS

电池管理系统(BMS)是电池储能系统的关键组件,尤其是对于 BESS 中广泛使用的锂离子电池而言。BMS 监控电池,使其保持安全运行并提高性能。BMS 以集成电路 (IC) 和传感器为基础,辅以处理系统控制和通信的微控制器,负责电池保护、充电和放电、电池电量计算、电池平衡、性能优化和健康评估。我们的微控制器和传感器技术针对高性能环境中的这些特定工作负载进行了优化。

阅读有关 BMS 的更多信息

安全领域,我们基于CoolSiC™ JFET的固态解决方案比机电式解决方案更能有效地防止过电流。 XENSIV™ TCIx 传感器可可靠地检测氢气 (H2),并能及早跟踪热失控现象。

随着电池储能系统成为基本的云连接电网资产,它们面临着越来越大的网络攻击风险,可能导致电网不稳定或断电。根据欧盟Cyber Resilience法案(CRA),联网设备、智能电器或关键基础设施系统在设计时必须内置网络安全保护功能,并且必须包含检测和解决漏洞的持续流程。该法案的要求将于 2027 年全面实施。

我们的主要产品,如安全加固型微控制器(如AURIX™ TC3/4x 系列PSoC™控制)和OPTIGA ™安全解决方案,通过受保护的固件、加密加速、安全启动和更新机制、PQC 就绪性、相互认证和锁定功能安全,提供强大的网络安全,以抵御故障注入攻击。

进一步了解网络安全的重要作用

电池储能系统在能源链中的许多地方都发挥着作用--无论是为电网中许多用户提供服务的大型电厂,还是在工业建筑或家庭中利用储能补充本地光伏发电的耦合系统。无论这些系统的规模如何,半导体在所有电压水平上都发挥着重要作用。

电池储能系统大致有两种类型:

信息图表 2
信息图表 2
信息图表 2
  • 直接与电网连接的大型储能系统
  • 向该电网服务的所有客户供电
  • 整合可再生能源,通过频率调节和电压控制支持电网的稳定性和可靠性
  • 参与大宗买卖电力的市场
  • 与现场可再生能源相结合的小型储能系统
  • 为建筑电气系统供电
  • 储存多余的太阳能,供夜间使用或作为备用电源
  • 将剩余电力输入电网
  • 为电动汽车充电

 

英飞凌是功率半导体市场和技术的领导者,在电网应用方面拥有长期经验。我们提供基于 IGBT 以及硅、碳化硅和氮化镓技术的解决方案,我们多年的专业技术确保了下一代电池储能系统的效率、使用寿命和成本效益。

Sungrow 文章
Sungrow 文章
Sungrow 文章

电池对于确保全球向清洁能源过渡以及实现COP大会提出的到 2030 年可再生能源增加两倍、能源效率提高一倍的目标至关重要。根据国际能源机构(IEA)的数据,要实现这些目标,需要将储能技术提高六倍,达到 1500 GW,而其中 90% 的增长预计将来自于公用事业级项目和用户侧分布式项目的电池。

资料来源资料来源:IEA 2024;电池与安全能源转型https://www.iea.org/reports/batteries-and-secure-energy-transitions; CC BY 4.0 / 根据 S&P Global: Clean Power Installations Outlook - Energy Storage data Q1 2025,第 68 页对 BESS 2025 的估计。