安富利:厚積薄發(fā)迎接新一輪能源革命
2022-02-16
作者:安富利中國(guó)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用管理總監(jiān)丁國(guó)驕
來(lái)源:安富利
2021年 “雙碳” 成為一個(gè)熱詞,,并由此激發(fā)了社會(huì)對(duì)新一輪能源革命更加熱切的盼望和憧憬。在 “雙碳” 目標(biāo)下,,中國(guó)經(jīng)濟(jì)也將進(jìn)入一個(gè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)期,,產(chǎn)業(yè)將向著綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展,,這一切都讓新一輪能源革命顯得迫在眉睫。
讓儲(chǔ)能系統(tǒng)更高效,、更安全
目前,,中國(guó)70%的電力還來(lái)自于火力發(fā)電,風(fēng)能和光伏等可再生能源發(fā)電的比例大約只有15%,。由于并網(wǎng)的技術(shù)問(wèn)題,,部分地區(qū)還存在棄光棄風(fēng)的現(xiàn)象。相較之下,在某些發(fā)達(dá)國(guó)家,,可再生能源發(fā)電的比例超過(guò)70%,。 如果中國(guó)企業(yè)不能大幅降低碳排放,會(huì)增加碳成本,,而導(dǎo)致產(chǎn)品價(jià)格上升,,進(jìn)而失去出口的優(yōu)勢(shì)。因此,,進(jìn)行綠色環(huán)保升級(jí),,發(fā)電行業(yè)首當(dāng)其沖。
然而,,風(fēng)能和光伏等可再生能源的隨機(jī)性,、間歇性和波動(dòng)性,會(huì)對(duì)電網(wǎng)和用戶(hù)造成沖擊,,因此,在發(fā)電側(cè),,儲(chǔ)能系統(tǒng)是能有效解決并網(wǎng)平滑過(guò)渡的方法,。在電網(wǎng)側(cè),儲(chǔ)能系統(tǒng)通過(guò)調(diào)頻調(diào)壓,,柔性傳輸,,解決電力消納的問(wèn)題;在用戶(hù)側(cè),,可以起到削峰填谷,、應(yīng)急供電等功能。儲(chǔ)能的專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃已經(jīng)列入“十四五”的發(fā)展規(guī)劃,,在發(fā)電側(cè),,儲(chǔ)能的配比將不低于10%-15%,同時(shí),,規(guī)劃鼓勵(lì)電網(wǎng)側(cè)的合理布局,,鼓勵(lì)用戶(hù)側(cè)儲(chǔ)能的多元化發(fā)展,例如分布式光伏,,光儲(chǔ)充電站,、微電網(wǎng)、甚至電動(dòng)汽車(chē)都可以成為分散式儲(chǔ)能的系統(tǒng),??梢哉f(shuō),儲(chǔ)能需求的爆發(fā),,給所有提前布局的企業(yè)帶來(lái)巨大的發(fā)展機(jī)遇,,包括在此領(lǐng)域深耕已久的安富利。
電化學(xué)儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種能量轉(zhuǎn)換效率高、建設(shè)周期短,,布置靈活的儲(chǔ)能系統(tǒng),,主要由儲(chǔ)能變流器(PCS)、電池(BA),、電池管理系統(tǒng)(BMS)組成,,是安富利關(guān)注的重點(diǎn)。安富利在高功率電源系統(tǒng)領(lǐng)域經(jīng)驗(yàn)豐富,,并與英飛凌,、安森美等知名企業(yè)在功率器件方面達(dá)成戰(zhàn)略合作, 積累了風(fēng)能,、光伏,、基站電源以及充電樁等應(yīng)用的廣泛客戶(hù)群體。更值得一提的是,,安富利在BMS方面有近十年的案例和方案積累,,在電池均衡、熱管理,、系統(tǒng)通信,、故障保護(hù)及處理方面掌握核心技術(shù),是恩智浦,、英飛凌以及意法半導(dǎo)體等認(rèn)證的BMS核心方案代理商,,擅長(zhǎng)為客戶(hù)解決BMS關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。
同時(shí),,安富利工程團(tuán)隊(duì)具備將儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)品化的經(jīng)驗(yàn),,聯(lián)合更多傳感器、接觸器,、繼電器,、連接器以及保護(hù)電路的優(yōu)質(zhì)廠家,解決了整體方案的安全可靠問(wèn)題,。 目前,,安富利的BMS方案涵蓋發(fā)電側(cè)儲(chǔ)能及分布式多元化方式,從兆瓦級(jí)到10KW級(jí)的各種應(yīng)用場(chǎng)景,, 也包括電動(dòng)汽車(chē)的應(yīng)用,。面對(duì)儲(chǔ)能行業(yè)的蓬勃發(fā)展,安富利會(huì)加大儲(chǔ)能領(lǐng)域的研發(fā),、技術(shù)支持,、市場(chǎng)投入,并擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),,服務(wù)更多客戶(hù),。
為“氫動(dòng)車(chē)”提供電源系統(tǒng)解決方案
在新能源領(lǐng)域中,,除了光能、風(fēng)能,、水能等,,氫能也是一種越來(lái)越被重視的新能源。日本豐田曾經(jīng)生產(chǎn)了世界上第一輛氫燃料電池的乘用車(chē),,但去年宣布停產(chǎn)氫燃料汽車(chē),,轉(zhuǎn)投電動(dòng)汽車(chē),這說(shuō)明氫燃料汽車(chē)面臨的挑戰(zhàn)是巨大的,。首先,,是基礎(chǔ)建設(shè)問(wèn)題,雖然氫燃料汽車(chē)的續(xù)航里程可能比傳統(tǒng)燃油車(chē)更長(zhǎng),,加氫時(shí)間和加油時(shí)間相當(dāng),,但是加氫站的稀缺,使得加氫的便利性降低,。另外,,高壓儲(chǔ)氫運(yùn)氫的技術(shù)成熟度、安全性和成本,,以及車(chē)用儲(chǔ)氫的安全性和成本,,也是短期內(nèi)制約氫燃料汽車(chē)發(fā)展的一些因素。目前電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)成熟,,關(guān)鍵部件,,比如電池的成本下降很快,,因此發(fā)展強(qiáng)勁,,業(yè)內(nèi)普遍達(dá)成共識(shí),現(xiàn)階段氫燃料電池乘用車(chē)的發(fā)展的必要性不強(qiáng),,但是在載重卡車(chē),、大客車(chē)等,氫燃料電池汽車(chē)還是有一定優(yōu)勢(shì),。好消息是,,國(guó)內(nèi)企業(yè)已經(jīng)突破了燃料電池的關(guān)鍵技術(shù),例如質(zhì)子交換膜技術(shù),,并且具有動(dòng)力總成能力,,這有助于降低成本。另外,,傳統(tǒng)石油石化公司也開(kāi)始投入基礎(chǔ)建設(shè),,有望更快解決加氫的問(wèn)題。此外,,也有專(zhuān)家開(kāi)辟了一個(gè)新的思路,,開(kāi)始探索以氫氣直接作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的應(yīng)用,這些氫能源的新動(dòng)向都值得關(guān)注。
相比電動(dòng)車(chē),,“氫動(dòng)車(chē)”的優(yōu)勢(shì)也很明顯——?dú)錃饪赏ㄟ^(guò)電解水獲得,,氫燃料電池在使用過(guò)程中產(chǎn)生電能和水,可以真正達(dá)到零排放,。 相比之下,,電動(dòng)車(chē)的鋰電池在生產(chǎn)過(guò)程中消耗的礦產(chǎn)資源以及產(chǎn)生的碳排放,電池回收過(guò)程的產(chǎn)生碳排放等,,比制氫儲(chǔ)氫運(yùn)氫產(chǎn)生的碳排放要大很多,。在使用環(huán)節(jié),氫燃料電池汽車(chē)充氫時(shí)間短,,能效高,,一次充氫續(xù)航里程可大于1000公里,更適合載重汽車(chē)和客車(chē)的長(zhǎng)途運(yùn)行,,同時(shí)在高速沿線部署加氫站也具有一定的便利性,。有數(shù)據(jù)表明,中重型商用車(chē)產(chǎn)生的二氧化碳排放占比接近所有車(chē)輛排放的50%,,再加上輕型商用車(chē),,將近75%的二氧化碳排放來(lái)自于商用車(chē),氫燃料電池汽車(chē)的零排放讓其在節(jié)能減排上具有豐富的想象空間,。
據(jù)統(tǒng)計(jì),,2019年全國(guó)的氫燃料汽車(chē)產(chǎn)量是3022輛,全部為重卡,、大客車(chē),。2020年全國(guó)擁有的加氫站大約100座,到2025年,,有望發(fā)展到1000座,。 隨著基礎(chǔ)建設(shè)的完善,有越來(lái)越多的車(chē)廠愿意投入燃料電池商用車(chē)的發(fā)展以減少碳的排放,。2021年年末,,北汽福田已經(jīng)交付了600輛北汽氫燃料車(chē)服務(wù)于2022年北京冬奧會(huì),說(shuō)明“氫動(dòng)車(chē)”的商用正在走向突破,,而這也為安富利帶來(lái)了新機(jī)遇,。
安富利為氫燃料電池提供電源變換器DC-DC的解決方案。DC/DC變換器作為氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件,,用于將燃料電池輸出的低壓直流電升壓為高壓直流輸出,,為汽車(chē)提供電能,同時(shí)為動(dòng)力電池充電,。氫燃料電池汽車(chē)DC-DC變換器要求升壓比更高以及更高功率和更高效率,,采用高壓SiC MOSFET, 可以支持高達(dá)150KW的功率,,效率高達(dá)98%,安富利與英飛凌,、安森美,、意法半導(dǎo)體等供應(yīng)商紛紛展開(kāi)合作,共同開(kāi)發(fā)這一新的領(lǐng)域,。 此外,,氫燃料電池系統(tǒng)的空氣壓縮機(jī)、水泵等都是核心部件,,安富利也積累了汽車(chē)應(yīng)用馬達(dá)控制的經(jīng)驗(yàn),,為系統(tǒng)的整合提供整體方案。同時(shí),,氫燃料電池汽車(chē)也需要對(duì)電池管理,,由于氫燃料電池的特殊性,需要獨(dú)立供電和正負(fù)壓采集,,恩智浦的BMS模擬前端(AFE) MC33775能滿(mǎn)足應(yīng)用要求,。為有效解決散熱問(wèn)題,提升能效,,安富利早在幾年前就與國(guó)際知名熱管理公司合作,,為客戶(hù)定制水冷的散熱系統(tǒng)??梢哉f(shuō),,安富利是植根于本土,與本土企業(yè)一同成長(zhǎng)的公司,,不僅提供芯片產(chǎn)品,,還圍繞客戶(hù)的應(yīng)用,提供包含連接器,、被動(dòng)元件以機(jī)電產(chǎn)品的全套的解決方案,。
為新能源汽車(chē)注入新技術(shù)動(dòng)能
談到能源革命,,也不能不談新能源汽車(chē) —— 這是能源革命下,,汽車(chē)產(chǎn)業(yè)百年不遇的范式躍遷。汽車(chē)產(chǎn)業(yè)“新四化”,,即電動(dòng)化,、智能化、網(wǎng)聯(lián)化,、共享化會(huì)相繼實(shí)現(xiàn),。隨著鋰離子電池的技術(shù)成熟以及產(chǎn)能的加大,成本大大降低,,使得新能源汽車(chē)成為普通百姓可以買(mǎi)的起,、用著省的交通工具,。公共充電設(shè)施的投入、以及快換電池的技術(shù),,也一定程度上緩解了電動(dòng)汽車(chē)充電難的問(wèn)題,。一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)相較于燃油汽車(chē),其半導(dǎo)體器件的成本超過(guò)10倍的增長(zhǎng),,其中,,三電系統(tǒng),即電驅(qū),、電池,、電機(jī),是半導(dǎo)體器件的主要增長(zhǎng)點(diǎn),。
安富利代理的半導(dǎo)體及連接器,、被動(dòng)元件及機(jī)電產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源汽車(chē)領(lǐng)域。 電動(dòng)化方面,,安富利正在為客戶(hù)交付意法半導(dǎo)體的SiC MOSFET, 用于主驅(qū)逆變器功率模塊,。在BMS方面,安富利可以提供獨(dú)立的方案,,應(yīng)對(duì)客戶(hù)新的需求,,在BMS與OBC整合方案上安富利也會(huì)進(jìn)一步投入。不同于燃油汽車(chē)12/24V供電,,電動(dòng)/混動(dòng)汽車(chē)有使用高壓電源驅(qū)動(dòng)電機(jī),, 比如主驅(qū)動(dòng)電機(jī), 電空調(diào),,油泵等,,安富利擁有多種電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)解決方案。在智能化方面,,安富利提供不同層面的可以交付的解決方案,,包括恩智浦77GHz雷達(dá)模組、安森美的圖像傳感器模組,,以及基于恩智浦平臺(tái)的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)(DMS),、 智能座艙、車(chē)身域控制網(wǎng)關(guān)等,。
此外,,安富利很早就已經(jīng)開(kāi)發(fā)有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)AI 技術(shù),并成功運(yùn)用于DMS方案,。 目前正在與國(guó)內(nèi)AI技術(shù)的佼佼者地平線展開(kāi)合作,,開(kāi)發(fā)完整的ADAS及智能座艙解決方案。此外,,作為賽靈思的重要合作伙伴,,安富利在ADAS領(lǐng)域,,也與眾多互聯(lián)網(wǎng)公司展開(kāi)平臺(tái)的合作。
可以說(shuō),,在新一輪能源革命正在拉開(kāi)大幕之際,,安富利這家科技企業(yè)中的“百年老店”厚積薄發(fā),為從儲(chǔ)能,、氫燃料電池車(chē),、到電動(dòng)車(chē)的新領(lǐng)域提供多樣化的解決方案,為這一輪能源革命的方方面面做好了技術(shù),、產(chǎn)品,、系統(tǒng)和方案儲(chǔ)備。安富利將加速推動(dòng)并承接能源革命在儲(chǔ)能,、氫能,、電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域的落地應(yīng)用,從而引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的重大變革,。