本帖最后由 bigbit丽丽 于 2024-7-29 10:12 编辑
导语
作为磁性元件设计中的创新方法，磁集成技术正成为行业重要研究方向和应用领域。上期《对话》我们一同探讨了磁集成技术在充电桩领域的应用。那么在光伏储能领域，磁集成技术产品解决方案又是如何应用呢？让我们一探究竟。
编者按
对话嘉宾：陈为教授、郡嘉刘拥华、鹰峰电子廖文署、磁极海来布曲、盛弘电气王宁
随着可再生能源的迅猛发展，光储逆变器作为连接光伏电源与储能系统的关键设备，其性能与效率的提升日益受到行业的关注。在这一背景下，磁集成技术以其独特的优势，为光储逆变器的降本增效提供了新的解决方案。磁集成技术，作为一种先进的磁性元件设计理念，通过将多个磁性元件集成在一起，不仅能有效减小逆变器的体积，还能显著降低成本。本文将深入探讨磁集成技术在光储逆变器中的应用，分析其对产品性能、体积、成本等方面的影响，以及当前技术面临的挑战和市场推广的展望。
对话导览
1.磁集成技术在光储逆变器中的应用情况如何？
2.贵司光储逆变器磁集成产品解决方案是怎样的？集成前后在数量、体积、成本、品质等方面会带来怎样的变化？
3.使用磁集成技术将导致选用的线材、磁材、制程、生产设备等产生怎样的变化？
4.磁集成技术在光储市场中的应用还存在哪方面的挑战？
5.针对磁集成技术的未来发展，产业链企业间如何加强合作与交流？
6.如何看待磁集成技术未来发展？
磁集成技术在光储逆变器中的应用情况如何？
陈为教授：在光储逆变器中，磁集成技术在LLC电路中的应用相对较多，且发展较为成熟。近年来，磁集成技术在光储领域的应用程度越来越高，从从实际应用情况来看，磁集成技术在性能、品质等方面均能满足光储行业的要求。
郡嘉刘拥华：磁集成技术在终端企业中的应用是逐渐增多的。郡嘉电子大概是在五六年前，就已经给客户提供磁集成技术方案。当时客户反馈产品的空间不够，希望能够寻求减少空间体积的方案，我们也在研发设计中采用了磁集成技术，成功将这一技术应用于实际产品中，在后续的产品检测中，也证明了磁集成技术不仅没有削弱原本方案所需的性能，也满足了减少体积的需求。今年上半年，郡嘉户用储能逆变器的市场需求量相比往年有所增加。这主要得益于客户需求的增长和订单量的提升。
鹰峰电子廖文署：为了降低成本和减小体积，目前行业正在研究多种磁集成方案，如磁集成耦合电感、共模滤波电感等。这些方案旨在将多个磁性元件集成在一起，既减小体积也降低成本。
磁极海来布曲：家储这一领域有20％-30％的产品已经使用了磁集成产品方案。储能逆变器不管是双交错还是三交错都可是实现磁集成，逆变侧和网侧都可以实现磁集成。像EMI共模电感有时会做成两级滤波，这时候也可以用磁集成。省下材料之后，就能进一步缩小产品体积，降低产品成本。
盛弘电气王宁：光储逆变器中一般会使用到逆变电感和网侧电感。我们在采用磁集成技术方案时会关注其发热问题。因为磁元件的热损耗在光储逆变器中占比较大。
贵司光储逆变器磁集成产品解决方案是怎样的？集成前后在数量、体积、成本、品质等方面会带来怎样的变化？
鹰峰电子廖文署：光储逆变器中，未使用磁集成技术时，通常应用的磁性元件包括EMC滤波的共模电感、逆变的EMC共模电感以及差模电感等。数量上，包括三个逆变滤波电感，一个差模滤波电感，一个共模滤波电感等。体积和成本占比方面，如果不考虑电池的部分，磁性元件的成本大约占逆变器的12%左右。
磁集成方案通常是将两个或多个磁性元件集成在一起，如通过并联耦合电感等方式。这样做可以减少线材和磁性材料的用量，进而降低成本和体积。以磁集成耦合电感为例，体积可以减少30%-40%，成本也能降低约20%。磁集成方案应用后，客户反馈和测试效果显示，体积和成本均有显著降低，功率密度有所提高。此外，磁集成技术应用于光储逆变器后，可以显著减小逆变器输出的文波，从而改善逆变器的性能。但需要注意的是，由于功率密度的提升，需要更加关注热处理的问题。
陈为教授：磁集成技术主要会带来产品体积的缩小，也就是通过提高功率密度，使整体体积变得更小。但是，体积缩小并不意味着设计可以简化，相反，需要更加精细和科学的设计来确保产品的性能稳定，特别是在温升控制方面。
首航新能源吴明：从前年开始，首航新能源所生产的光储逆变器产品中，就已经使用到了磁集成技术产品方案。使用了磁集成技术方案后的产品，体积越做越小，功率密度提升，成本也降低了。
郡嘉刘拥华：我们的磁集成方案主要是将主变和谐振电感进行集成。这是我们在市场上应用较多的一种做法。
使用磁集成技术将导致选用的线材、磁材、制程、生产设备等产生怎样的变化？
陈为教授：在选材方面，例如铁芯等可能需要定制，以满足集成后的特定需求。生产设备方面，由于检测手段需要配合集成后的复杂功能，所以检测手段也会相应变得更加复杂。目前并没有专门的测试仪器来完全满足磁集成技术的检测要求。虽然现有的测试仪器可以用于品质控制，但无法提供与电路性能直接相关的准确数据。
鹰峰电子廖文署：磁集成技术的发展将对上游线材企业和磁性材料企业提出新的要求。如磁集成技术中的磁芯复用会导致损耗增加，需要我们寻求降低损耗的方案；且为了满足高频应用的需求，需要研发更高频的磁性材料，并确保在高频下具有较低的损耗。此外，磁集成技术的应用涉及到各种复杂电路布局和客户需求，因此磁芯的尺寸和形状也需要适应更多的变化。这要求磁性材料企业具备更强的设计能力和制造灵活性。设备方面，目前磁集成方案对生产设备的要求基本不变，但可能需要针对新的耦合结构进行模块化的调整。同时，上游企业还需要关注终端市场的发展趋势，及时调整产品结构和生产策略，以适应市场需求的变化。
郡嘉刘拥华：磁集成后，我们主要调整了线材和磁材的选用。以微逆为例，里面大多会使用到平面变压器，目前平面变压器中的线材我们大多采用膜包线。采用磁集成技术后，生产工艺会有一定的调整，但这部分调整人工便可完成，所以不需要额外再引进新的设备专门用于磁集成的产品，也能有效控制产品的成本。在研发设计端，我们正在关注新的测试设备和仿真软件，计划引入以辅助磁集成技术的进一步发展。
磁集成技术在光储市场中的应用还存在哪方面的挑战？
磁极海来布曲：磁集成技术发展的难点主要体现在对磁场、电场理论的深入理解，以及对产品使用方式和具体参数的把握。随着频率的提升，选择合适的材料也是一大挑战。在磁集成技术的早期探索中，我们发现谐振电路与变压器之间的磁场可以相互抵消，从而成功地将电感和变压器集成在一起。随后，进一步的研究实现了三个磁性元件的集成，实现了磁场的更高效抵消。这一过程需要持续的研究与精确的计算，因为目前的仿真软件尚无法精确预测磁场抵消的具体量。因此，我们需要在计算后通过样品测试来验证参数，并进行反复调整。
目前业内仍存在对磁集成技术的质疑，主要集中在技术的前沿性和普及度上。由于并非所有磁元件企业和整机设计工程师都了解这一技术，因此在产品初期可能会遭遇来自不了解该技术人群的质疑。然而，随着产品的批量生产和客户认可度的提升，预计将有更多人接受并采用磁集成技术方案。为了获得客户的认可，磁元件企业必须具备强大的研发实力，并在客户开发设计的前期，根据其需求提供合适的磁集成产品解决方案。现在很多项目产品从立项到最终生产只有三个月时间，留给研发的时间并不多，这就要求磁元件企业必须要有强大的研发团队和技术实力支撑。
陈为教授：主要挑战在于设计方面。磁集成设计并不是常规的标准化设计，而是需要特定的技术和经验。目前来说，可能更多地是由电源工程师负责设计工作，因为磁元件设计工程师在这方面的能力可能还有所欠缺。但是，电源工程师和磁元件设计工程师之间的合作是非常必要的，以确保磁集成技术的有效应用。另外，由于磁集成设计是非标准化的，相关的检测和测试也需要定制化的设备和方案，这可能会增加市场推广的难度。
鹰峰电子廖文署：目前，磁集成技术在光储市场中的应用并未得到广泛推广，主要挑战在于市场推广。尽管磁集成技术在汽车行业中已经相对成熟，但在光储领域，由于追求稳定性和成本效益，使得其应用受到一定限制。此外，电源厂商的设计工程师对这一技术的了解不足，也是导致磁集成技术未能广泛应用的原因之一。
首航新能源吴明：目前磁集成技术方案只是应用在部分产品中，而非大规模的使用，这是因为使用磁集成技术后的产品温升较高，在散热、绝缘等方向的技术成熟度上还需要进一步的提高。
郡嘉刘拥华：主要还是技术方面的问题。在我看来，未来磁集成技术不太可能完全替代传统设计方案，它可能只在某些特定的电路中得到应用。这主要取决于技术挑战如散热和绝缘等问题的解决程度。如果这些问题得到有效解决，那么磁集成技术的应用范围可能会更广。现在的市场推广难题还是要回归到解决技术难题上。
盛弘电气王宁：因为要采用磁集成技术方案，就需要在前期的设计过程中投入新的时间成本、研发成本，目前来说使用磁集成技术后带来的降本综合来看性价比相对没那么高。而且还有许多光储逆变器的设计师实际上并没有及时了解磁性元件的最新技术进展，这就导致其很难普及起来。后续随着磁集成技术发展更为成熟，整机企业也可以多尝试新技术带来的产品解决方案。只要这一新方案品质稳定，性能好，也许能让磁集成技术普及起来。
针对磁集成技术的未来发展，产业链企业间如何加强合作与交流？
陈为教授：企业在选择是否应用磁集成技术时，需要充分考虑产品的具体需求和性能指标。同时，也需要关注技术的成熟度和可靠性，以及生产过程中的定制和检测要求。通过综合评估，选择最适合自己产品的技术方案。
由于磁集成技术是非标准化的，很多企业可能觉得引入这种技术会带来额外的麻烦和成本。因此，我们需要更多地宣传磁集成技术的优势，并帮助企业理解其潜在价值。现在有的企业不太愿意采用新的磁集成技术，这可能与企业的观念和思维有关。许多企业可能习惯于使用传统的、成熟的技术，而不太愿意尝试新的、非标准的技术。此外，降低成本和提高效率也是企业考虑的重要因素，如果新的技术不能带来明显的优势，企业可能会选择继续使用旧技术。
从行业发展的角度来看，我希望企业可以更加开放和积极地接受新技术。虽然磁集成技术可能会带来一些额外的挑战和成本，但它也具有很多潜在的优势，如提高性能、降低成本等。此外，企业可以与高校和研究机构建立合作关系，共同推进磁集成技术的发展和应用。
鹰峰电子廖文署：为了加强磁集成技术的市场推广，产业链中的企业需要加强合作与交流。这包括形成高效的研究、生产、销售一体化团队，确保研究成果能够迅速转化为实际产品。同时，还需要加强高校与产业界的沟通，促进科研成果的转化和推广。
郡嘉刘拥华：在磁集成产品研发过程中，我们会与客户进行紧密的沟通和合作，一起探讨和研发，根据客户的需求进行调整和优化。帮助我们不断完善产品和技术。目前有些企业对磁集成技术仍了解不足，实际上通过我们的样品测试，客户都表示认可。因此，后续我们压降继续大力推广这一技术，帮助客户更好地了解和应用它。此外，与高校、协会等的合作也是非常重要的。我们郡嘉也会经常参加Big-Bit资讯举办的行业活动，通过这一平台与其他企业加强合作交流。
如何看待磁集成技术未来发展？
鹰峰电子廖文署：磁集成技术无疑是未来磁元件行业乃至终端行业技术发展的一个重要趋势。它有望帮助光储企业实现降本增效，提高产品竞争力。未来，随着技术的不断进步和市场的逐步成熟，磁集成技术将在光储领域得到更广泛的应用。
郡嘉刘拥华：未来，我们将继续关注磁集成技术的发展趋势和市场变化，继续与客户保持紧密的合作关系，共同研发和推广更先进、更高效的磁集成技术。同时，我们也将加强与上游供应商的合作，共同提升产品的性能和质量。
磁极海来布曲：磁集成技术肯定是我们未来发展的趋势。随着行业的发展，将来就是拼技术、拼成本，而磁集成技术恰好能实现体积小、性能好、成本低等优点，所以现在各家企业都在朝着这个方向发展，终端市场的应用也越来越广泛了。
陈为教授：只要能够提升磁集成的功率密度，这一技术是具有很大的潜力。所以我觉得磁集成技术在未来，确实有可能会成为光储市场的主流趋势。
结语：
随着光伏储能市场的蓬勃发展，磁集成技术以其卓越的潜力成为推动光储逆变器创新的核心力量，展现出引领未来的独特魅力。它不仅实现了逆变器体积的显著缩小和成本的降低，更通过提升功率密度，显著改善了逆变器的性能。然而，磁集成技术的广泛应用仍面临着重重挑战。
多位专家指出，磁集成技术的核心挑战在于其设计复杂性。当前，行业内缺乏既精通磁学又熟悉电力电子，并能根据不同应用场景精确选择材料的复合型人才。同时，非标准化的检测流程、集成后的散热和绝缘问题，都是亟待解决的技术难题。这些挑战限制了磁集成技术的大规模普及。
面对这些挑战，上游的线材、磁材和设备厂商需紧密合作，共同攻克技术难关。在光伏储能行业大力寻求降本增效之路的当下，光储企业与磁性元件企业都应摒弃过时的思维，摒弃单纯的成本竞争，而是积极拥抱新技术，寻求创新的产品解决方案。只有这样，我们才能为光伏储能行业带来真正的技术革新。
让我们共同期待，磁集成技术能在不久的将来成为光伏储能领域的“隐形”革命者，推动可再生能源的广泛应用，助力实现可持续发展的目标。同时，我们也热切期待更多企业加入磁集成技术的研发与应用行列，共同开创光伏储能行业的新篇章。在下一期的《对话》中，我们将深入探讨磁集成技术在OBC、DC-DC等领域的应用进展，敬请广大读者关注并参与讨论。
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