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エネルギー貯蔵システムの主要コンポーネント - IGBT

エネルギー貯蔵システムのコストは主にバッテリーとエネルギー貯蔵インバーターで構成されます。この 2 つの合計が電気化学エネルギー貯蔵システムのコストの 80% を占め、そのうちエネルギー貯蔵インバーターが 20% を占めます。IGBT 絶縁グリッド バイポーラ結晶は、エネルギー貯蔵インバータの上流の原材料です。IGBT の性能はエネルギー貯蔵インバータの性能を決定し、インバータの価値の 20% ~ 30% を占めます。

エネルギー貯蔵分野における IGBT の主な役割は、変圧器、周波数変換、インターボリューション変換などであり、エネルギー貯蔵用途に不可欠なデバイスです。

図: IGBTモジュール

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エネルギー貯蔵変数の上流原材料には、IGBT、容量、抵抗、電気抵抗、PCBなどが含まれます。このうちIGBTは依然として主に輸入に依存しています。国産IGBTと世界トップレベルとの間には、技術レベルでまだ差がある。しかし、中国のエネルギー貯蔵産業の急速な発展に伴い、IGBTの国産化プロセスも加速すると予想されます。

IGBT エネルギー貯蔵アプリケーションの価値

太陽光発電と比較して、エネルギー貯蔵 IGBT の価値は比較的高くなります。エネルギー貯蔵には、より多くの IGBT と SIC が使用され、DCDC と DCAC という 2 つのリンクが関与し、これには 2 つのソリューション (光貯蔵統合システムと独立したエネルギー貯蔵システム) が含まれます。独立したエネルギー貯蔵システムで、パワー半導体デバイスの量は太陽光発電の約1.5倍です。現在、光ストレージが 60 ~ 70% 以上を占め、別個のエネルギー貯蔵システムが 30% を占めています。

図: BYD IGBT モジュール

ダイト (2)

IGBT には幅広い応用層があり、エネルギー貯蔵インバータにおいて MOSFET よりも有利です。実際のプロジェクトでは、太陽光発電や風力発電のコアデバイスとして、MOSFETに代わってIGBTが徐々に使用されてきています。新エネルギー発電産業の急速な発展は、IGBT産業の新たな原動力となるでしょう。

IGBT はエネルギー変換と伝送の中核デバイスです

IGBT は、バルブ制御により電子的な双方向 (多方向) の流れを制御するトランジスタとして完全に理解できます。

IGBT は、BJT バイポーラ三極管と絶縁グリッド電界効果管で構成される複合フル制御電圧駆動パワー半導体デバイスです。圧力損失の 2 つの側面の利点。

図:IGBTモジュール構造模式図

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IGBT のスイッチ機能は、ゲート電圧に正の電圧を加えてチャネルを形成し、PNP トランジスタにベース電流を供給して IGBT を駆動します。逆に、逆ドア電圧を追加するとチャネルがなくなり、逆ベース電流が流れ、IGBT がオフになります。IGBTの駆動方法は基本的にMOSFETと同じです。入力極 N の 1 チャネル MOSFET のみを制御する必要があるため、高入力インピーダンス特性を備えています。

IGBT は、エネルギー変換と伝送の中核となるデバイスです。一般に電気電子機器の「CPU」として知られています。国家戦略的新興産業として、新エネルギー機器などの分野で幅広く活用されています。

IGBT には、高い入力インピーダンス、低い制御電力、簡単な駆動回路、速いスイッチング速度、大きな状態電流、分流圧力の低減、小さな損失など、多くの利点があります。したがって、現在の市場環境においては絶対的な優位性を持っています。

そのため、現在のパワー半導体市場ではIGBTが最も主流となっています。新エネルギー発電、電気自動車と充電杭、電気船舶、直流送電、エネルギー貯蔵、産業用電気制御、省エネなどの多くの分野で広く使用されています。

形:インフィニオンIGBTモジュール

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IGBTの分類

IGBTには製品構造の違いにより、単管式、IGBTモジュール、スマートパワーモジュールIPMの3種類があります。

(充電パイル)およびその他の分野(主に現在の市場で販売されているモジュール式製品)。インテリジェントパワーモジュールIPMは、主にインバーターエアコンや周波数変換洗濯機などの白物家電分野で広く使用されています。

ダイト (5)

アプリケーションシナリオの電圧に応じて、IGBT には超低電圧、低電圧、中電圧、高電圧などのタイプがあります。

このうち、新エネルギー車、産業用制御機器、家庭用電化製品で使用される IGBT は主に中電圧ですが、鉄道輸送、新エネルギー発電、スマート グリッドではより高い電圧が必要で、主に高電圧 IGBT が使用されます。

ダイト (6)

IGBT はほとんどの場合、モジュールの形式で表示されます。IHS データによると、モジュールと単管の比率は 3:1 です。モジュールは、カスタマイズされた回路ブリッジ、プラスチック フレーム、基板、基板を介して IGBT チップと FWD (連続ダイオード チップ) によって作られたモジュール式半導体製品です。 、など。

Mアークケットの状況:

中国企業は急速に成長しており、現在は輸入に依存している

2022年の我が国のIGBT産業の生産量は4,100万個、需要は約1億5,600万個、自給率は26.3%でした。現在、国内 IGBT 市場は主に Yingfei Ling、三菱自動車、富士電機などの海外メーカーが占めており、その中で最も高い割合を占めているのは Yingfei Ling の 15.9% です。

IGBTモジュール市場CR3は56.91%に達し、国内メーカーStar DirectorとCRRC時代のシェアの合計は5.01%となった。世界の IGBT スプリットデバイスの上位 3 メーカーの市場シェアは 53.24% に達しました。国内メーカーは世界の IGBT デバイス市場シェアのトップ 10 に入り、市場シェアは 3.5% でした。

ディトッド (7)

IGBT はほとんどの場合、モジュールの形式で表示されます。IHS データによると、モジュールと単管の比率は 3:1 です。モジュールは、カスタマイズされた回路ブリッジ、プラスチック フレーム、基板、基板を介して IGBT チップと FWD (連続ダイオード チップ) によって作られたモジュール式半導体製品です。 、など。

Mアークケットの状況:

中国企業は急速に成長しており、現在は輸入に依存している

2022年の我が国のIGBT産業の生産量は4,100万個、需要は約1億5,600万個、自給率は26.3%でした。現在、国内 IGBT 市場は主に Yingfei Ling、三菱自動車、富士電機などの海外メーカーが占めており、その中で最も高い割合を占めているのは Yingfei Ling の 15.9% です。

IGBTモジュール市場CR3は56.91%に達し、国内メーカーStar DirectorとCRRC時代のシェアの合計は5.01%となった。世界の IGBT スプリットデバイスの上位 3 メーカーの市場シェアは 53.24% に達しました。国内メーカーは世界の IGBT デバイス市場シェアのトップ 10 に入り、市場シェアは 3.5% でした。


投稿時間: 2023 年 7 月 8 日