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編者按:

根據(jù)BNEF統(tǒng)計，2021年全球新增儲能裝機規(guī)模為10GW/22GWh，較2020年實現(xiàn)翻倍以上增長，截至2021年底全球累計儲能裝機容量約為27GW/56GWh。今年以來，儲能行業(yè)依舊蓬勃發(fā)展，有機構(gòu)預(yù)測，全球儲能行業(yè)更大的爆發(fā)或在2023年。

儲能行業(yè)的發(fā)展推動了上游變壓器和電感器的需求量。從近兩年的上市變壓器和電感器企業(yè)財報中我們也可以發(fā)現(xiàn)，越來越多的變壓器和電感器企業(yè)開始布局儲能行業(yè)，且布局儲能領(lǐng)域成為其業(yè)績增長的重要因素之一。

本期《對話》圍繞“儲能”，通過與儲能企業(yè)、磁芯企業(yè)及變壓器和電感器企業(yè)等代表的對話，以探討儲能行業(yè)對磁芯、變壓器和電感器的技術(shù)需求以及磁芯企業(yè)、變壓器和電感器企業(yè)應(yīng)具備的資質(zhì)問題，為儲能行業(yè)上下游企業(yè)提供力所能及的點撥。

對話導(dǎo)覽：

1.儲能領(lǐng)域所使用的變壓器和電感器數(shù)量及類型如何？對比光伏領(lǐng)域用變壓器和電感器有何不同？

2.首航新能源：儲能系統(tǒng)大電流，對變壓器和電感器的耐壓性與散熱性有一定的要求。（如何從磁芯的角度滿足變壓器和電感器和儲能逆變器的耐壓性、散熱性的要求？/變壓器和電感器企業(yè)能否滿足當(dāng)前儲能系統(tǒng)對于磁元件耐壓性、散熱性的要求？）

3.錦浪科技：變壓器和電感器在整個儲能系統(tǒng)中是除了功率器件以外的第二大損耗源，甚至?xí)嫉絾螜C損耗的30%-50%。（是否認同這一觀點？磁芯/變壓器和電感器企業(yè)應(yīng)如何在控制成本的同時盡可能降低損耗？）

4.匯川技術(shù)：變壓器和電感器的設(shè)計很少能一次性成功，后續(xù)也可能會不斷迭代，這就需要變壓器和電感器企業(yè)配合去提供樣品。所以我們選擇變壓器和電感器企業(yè)的時候，會十分注重其能夠提供的服務(wù)。（變壓器和電感器企業(yè)能否配合客戶需求提供樣品？除此之外，貴司還能提供哪方面的產(chǎn)品服務(wù)？）

5.科華恒盛：在選擇變壓器和電感器企業(yè)時，我們會進行綜合性的考核，每一方面都是缺一不可的。如企業(yè)的選材設(shè)計，交期長短等。（針對儲能領(lǐng)域，貴司能提供哪種類型的變壓器和電感器？一般交期是多長？）

1.儲能領(lǐng)域所使用的變壓器和電感器數(shù)量及類型如何？對比光伏領(lǐng)域用變壓器和電感器有何不同？

錦浪科技：儲能領(lǐng)域目前主要以功率電感、功率變化變壓器、驅(qū)動變壓器及其他一些輔助的變壓器和電感器。后續(xù)對變壓器和電感器集成的需求會越來越大，即把變壓器和電感器同種類或不同種類的集成到一起去，實現(xiàn)更優(yōu)化更強大的功能。目前儲能逆變器功率范圍主要在3000W至20000W之間各個級別的產(chǎn)品都是有的。數(shù)量上大多根據(jù)實際設(shè)計及應(yīng)用情況來定，以6000W儲能逆變器為例，粗略估計有18-20個變壓器和電感器。

京泉華：光伏逆變器和儲能逆變器中應(yīng)用的磁元件產(chǎn)品解決方案會有所區(qū)別。光伏逆變器類產(chǎn)品以電感為主，比如升壓電感、逆變電感，電子變壓器主要為輔助變壓器、驅(qū)動變壓器等。儲能系統(tǒng)中存在兩部分。逆變器部分還是以電感為主，第二部分雙向轉(zhuǎn)換部分以電子變壓器為主，因此儲能系統(tǒng)中變壓器和電感器的選型會更加多樣。

創(chuàng)世富爾：戶用光伏、分布式光伏相應(yīng)會小電流小功率，而儲能以工業(yè)儲能為主，更為大型，因此工業(yè)儲能所需的變壓器和電感器數(shù)量和選型會更多。據(jù)我了解，一個儲能逆變器所需的變壓器和電感器至少就有10顆。

匯川：目前光伏領(lǐng)域開始使用微型逆變器，往分布式光伏、戶用光伏發(fā)展，但在儲能領(lǐng)域仍是以大型的工業(yè)儲能為主。所以儲能領(lǐng)域用磁性元器件的功率依然是往大功率方向發(fā)展。雖然說應(yīng)用于光伏領(lǐng)域的變壓器和電感器也能用于儲能領(lǐng)域，但往往不是最佳的解決方案，變壓器和電感器更多是定制化產(chǎn)品，需要依據(jù)項目的不同來調(diào)整其選型和數(shù)量等。

云路聚能：實際上應(yīng)用于光伏逆變器和儲能逆變器中的變壓器和電感器在應(yīng)用與設(shè)計上基本相同，光伏逆變器與儲能逆變器主要在軟件算法與控制上有所不同，硬件磁性元件的設(shè)計原理相同。

逆變器產(chǎn)品頻率的提升，對于類似云路聚能電氣這種企業(yè)來說，其公司技術(shù)平臺與產(chǎn)品本來就涵蓋低頻、高頻等各種不同性能的產(chǎn)品與解決方案，不會有影響，如云路聚能更多時候是根據(jù)整機廠家的需求，具體的應(yīng)用場景（如配合客戶傳統(tǒng)光伏逆變器方案、光伏逆變器碳化硅方案、汽車車載類、UPS類等），根據(jù)整機工作頻率等特性的不同，提供最佳的變壓器和電感器產(chǎn)品解決方案。但如果有些磁件公司只做其中一類解決方案時，整機頻率的提升對他們會有一些影響，因為技術(shù)平臺不支撐無法響應(yīng)到客戶的需求。

2.首航新能源：儲能系統(tǒng)大電流，對變壓器和電感器的耐壓性與散熱性有一定的要求。（如何從磁芯的角度滿足變壓器和電感器和儲能逆變器的耐壓性、散熱性的要求？/變壓器和電感器企業(yè)能否滿足當(dāng)前儲能系統(tǒng)對于變壓器、電感器耐壓性、散熱性的要求？）

京泉華：為了提高變壓器和電感器的耐壓性，我們會采用耐高壓的繞組線，同時我們會選用絕緣線如膜包線等參與儲能系統(tǒng)的設(shè)計，這樣變壓器和電感器耐壓性能得到明顯的提高。目前針對客戶對變壓器和電感器耐壓性和散熱性的要求，我們會對變壓器和電感器產(chǎn)品進行一些新的設(shè)計，在這方面京泉華已有成熟的經(jīng)驗。

關(guān)于變壓器和電感器的工作溫度問題，我們首先要看其絕緣系統(tǒng)溫度等級。如F級絕緣系統(tǒng)變壓器和電感器最高溫度點大概是155℃，這時候變壓器和電感器也依然可以正常工作。實際上為了追求成本降低，將產(chǎn)品的重量和體積縮小，一般情況下會不斷提高變壓器和電感器的工作溫度。但如果變壓器和電感器的居里溫度超過200℃，或許會影響到產(chǎn)品的其他性能，變壓器和電感器企業(yè)需要考慮到這一種情況。因此我們需要采用散熱技術(shù)來提高變壓器和電感器的散熱性，如采用立繞結(jié)構(gòu)，同時會在產(chǎn)品上使用陶瓷、膠體等導(dǎo)熱材料，或是進行風(fēng)道設(shè)計等有助于變壓器和電感器散熱的方法。

創(chuàng)世富爾：目前來說，150℃甚至是以上這樣的溫度對于儲能系統(tǒng)來說是一個正常的狀態(tài)。我們變壓器和電感器做可靠性實驗時的溫度一般就是150℃，有時要做48小時甚至更長，儲能系統(tǒng)的工作頻率、電流不斷增大，對耐壓性、散熱性的要求也是越來越高。目前針對儲能領(lǐng)域用磁芯、變壓器和電感器，我們公司已經(jīng)有3-5年的技術(shù)經(jīng)驗積累。我們針對儲能行業(yè)產(chǎn)品特點，采用了不同工藝，包括散熱工藝、選材等進行專門研發(fā)。

以散熱工藝為例，傳統(tǒng)的功率電感通過空氣進行散熱，我們則通過填充新材料如膠水等，兼具散熱與成本兩種優(yōu)勢。以往行業(yè)內(nèi)使用膠水大多是從國外進口，現(xiàn)在進行國產(chǎn)化研發(fā)，我們也是跟國內(nèi)的知名廠商做了相關(guān)的產(chǎn)品替代，從而控制了最終產(chǎn)品的成本問題。

云路聚能：在儲能系統(tǒng)中，電感的溫度有時甚至?xí)^150℃，如果這只是短暫性的峰值溫度，那對整個儲能系統(tǒng)不會造成太大的影響。實際上，各應(yīng)用領(lǐng)域中磁性元器件超100℃的情況十分常見，我們云路聚能電氣能為客戶提供滿足其溫升需求的磁性元器件，如低損耗的磁芯，銅鋁線圈的定向設(shè)計與選擇等，這是一個滿足客戶需求的綜合考慮體。

寶惠：至于儲能系統(tǒng)中磁性元器件溫度的問題，如今為了控制變壓器、電感器的成本，我們會縮小體積，并將變壓器、電感器往更高的耐溫等級評估。因此在設(shè)計的時候，我們不是單獨追求某一方面的性能提高，而是要將散熱、耐壓、頻率、成本、結(jié)構(gòu)等因素綜合考慮，最終呈現(xiàn)出一個較均衡的產(chǎn)品解決方案。

兆啟：即使是高達150℃，只要變壓器和電感器在安全的使用溫度范圍之內(nèi)，對于變壓器和電感器本身來講使用上是沒有問題的，但是這牽扯到對系統(tǒng)其他電子元器件存在著高溫影響的一個風(fēng)險，比如說電解、電容或者光電耦合器，會影響其使用壽命。因此我們需要在設(shè)計中考慮變壓器和電感器放置的位置，不能離對高溫比較敏感的元器件太近。

要注重提高變壓器和電感器本身的散熱性。目前我們公司預(yù)計在2023年年中推出一款新品，該款新品會選用新的磁芯，而且從散熱結(jié)構(gòu)上做了很大的改進，能有效幫助變壓器和電感器散熱，并且從體積和成本上都有了大幅度的降低。這不僅能應(yīng)用在儲能系統(tǒng)中，實際上整個電源行業(yè)的訴求也在向這個方向發(fā)展。

3.錦浪科技：變壓器和電感器在整個儲能系統(tǒng)中是除了功率器件以外的第二大損耗源，甚至?xí)嫉絾螜C損耗的30%-50%。（是否認同這一觀點？磁芯/變壓器和電感器企業(yè)應(yīng)如何在控制成本的同時盡可能降低損耗？）

創(chuàng)世富爾：儲能系統(tǒng)的損耗占比中變壓器和電感器肯定會占有很大的比例，不過具體的占比數(shù)值變壓器和電感器企業(yè)難以統(tǒng)計，整機廠商更有統(tǒng)計數(shù)據(jù)的來源。變壓器和電感器損耗主要體現(xiàn)在銅損和鐵損；銅損主要取決于我們電子變壓器和電感的繞制，鐵損主要取決于磁芯的選用。我們公司的研發(fā)團隊大多具有磁芯研發(fā)工作的經(jīng)歷，因此在磁芯的選用上有更豐富的經(jīng)驗。電子變壓器中大多選用鐵氧體材料，而儲能系統(tǒng)中應(yīng)用的功率電感一般則選用磁粉心。最終選用哪種具體類型的材料則是兼顧損耗和成本等綜合因素考量下的結(jié)果。

京泉華：變壓器和電感器的損耗至少會占整個損耗比例的20%-30%。假設(shè)產(chǎn)品為3000w，能效為97%，則可算出3%的損耗約有900w，其中變壓器和電感器的損耗大概是900W的20%-30%。變壓器和電感器的損耗分兩部分。一部分是磁心產(chǎn)生的損耗，因此在磁心的選擇上我們要選擇更低損耗的磁芯；一部分是導(dǎo)體的損耗，我們會考慮鄰近效應(yīng)和趨膚效應(yīng)，減少渦流損耗和磁滯損耗。

兆啟：電源有兩大損耗源，第一大損耗源就是功率半導(dǎo)體，第二大損耗源就是變壓器和電感器。不過電源損耗牽扯到的因素很多，往往變壓器和電感器企業(yè)自身無法精準計算，電源或者說整機企業(yè)的數(shù)據(jù)測試可信度會更高一些。

目前從整個變壓器和電感器的技術(shù)發(fā)展瓶頸來看，是材料的瓶頸，不是本身變壓器和電感器設(shè)計的瓶頸。若因為追求降低變壓器和電感器損耗，導(dǎo)致跟不上儲能系統(tǒng)或者其他電源的需求，降損耗就失去了意義，歸根結(jié)底還是取決于磁芯方面的技術(shù)革新。從成本上來考量，就需要我們將體積做小，重量做輕。有時我們會通過結(jié)構(gòu)性的設(shè)計，如一些散熱結(jié)構(gòu)將熱量快速散出去，從而進一步做小體積，做輕重量，達到降成本的目的。

寶惠：儲能系統(tǒng)中第一大損耗源是開關(guān)管，第二就是變壓器和電感器。變壓器和電感器發(fā)熱是比較嚴重的，一般會達到120℃以上，有部份客戶要求還會更高，這就會讓損耗增大，器件壽命縮短。對于變壓器和電感器企業(yè)而言，要降低損耗首先要降低溫升，縮小體積，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計更為緊湊，線圈和磁芯的緊密搭配會有更好的散熱傳導(dǎo)。其次是要選用更低損耗、更高直流偏置的磁性材料。

匯川：在大部分功率電源里面，損耗占比最大的器件一是開關(guān)器件而是變壓器和電感器。而具體的損耗比根據(jù)不同的項目具體使用的產(chǎn)品類型等最終的數(shù)據(jù)會有所差異。

車聲雷教授：儲能是為了更加充分的利用電，如果過程中損耗過多就違背了初衷。所以我們需要通過高頻化或其他方式提高能效，對材料、器件做技術(shù)創(chuàng)新。第三代半導(dǎo)體材料的應(yīng)用給電源和儲能帶來提高能效的機會。磁芯和變壓器和電感器要跟第三代半導(dǎo)體配合上。在工業(yè)儲能領(lǐng)域，用碳化硅半導(dǎo)體的可能性更大，相對鐵氧體材料，變壓器和電感器企業(yè)會更多采用磁粉芯。

科華恒盛：變壓器和電感器的損耗占比確實很高，有時甚至可能達到40%-60%。

4.匯川技術(shù)：變壓器和電感器的設(shè)計很少能一次性成功，后續(xù)也可能會不斷迭代，這就需要變壓器和電感器企業(yè)配合去提供樣品。所以我們選擇變壓器和電感器企業(yè)的時候，會十分注重其能夠提供的服務(wù)。（變壓器和電感器企業(yè)能否配合客戶需求提供樣品？除此之外，貴司還能提供哪方面的產(chǎn)品服務(wù)？）

京泉華：京泉華設(shè)立的技術(shù)研究院主要做新材料、新工藝的研究并應(yīng)用到變壓器和電感器的產(chǎn)品設(shè)計上。在產(chǎn)品設(shè)計階段，我們會給客戶提供我們的變壓器和電感器產(chǎn)品設(shè)計方案。等他們方案設(shè)計出來以后，我們在評審階段會提供一些合理化建議，更好地提高變壓器和電感器產(chǎn)品性能、自動化生產(chǎn)或是控制變壓器和電感器成本。此外，我們還有電磁仿真、熱仿真、振動仿真等，實現(xiàn)對變壓器和電感器應(yīng)用場景的還原和測試，調(diào)整變壓器和電感器參數(shù)，為客戶提供更全面的產(chǎn)品服務(wù)。

寶惠：1.由于很難從市場上購得標準的變壓器和電感器，開關(guān)電源設(shè)計工作的大部分就是變壓器和電感器的設(shè)計。有經(jīng)驗的開關(guān)電源設(shè)計者深知，開關(guān)電源設(shè)計的成敗在很大程度上取決于變壓器和電感器的正確設(shè)計和制作。高頻變壓器和電感器固有的寄生參數(shù)，引起電路中各色各樣的問題，例如高損耗、必須用緩沖或箝位電路處理的高電壓尖峰、多路輸出之間交叉調(diào)節(jié)性能差、輸出或輸入噪聲耦合和占空度范圍限制等等，對初步進入開關(guān)電源領(lǐng)域的工程師往往感到手足無措。

變壓器和電感器的分析和設(shè)計比電路設(shè)計復(fù)雜得多，要直接得到唯一的答案是困難的。因為要涉及到許多因素，因此設(shè)計結(jié)果絕不是唯一合理的。例如，不允許超過某一定體積，有幾個用不同材料的設(shè)計可以滿足要求，但如果進一步要求成本最低，則限制了設(shè)計的選擇范圍。因此最優(yōu)問題是多目標的，相對的?；蛟S是最小的體積，最低成本，或是最高效率等等。最終的解決方案與主觀因素、設(shè)計者經(jīng)驗和市場供應(yīng)情況有關(guān)。另一方面，正確的設(shè)計不只是一般電路設(shè)計意義上的參數(shù)計算。還應(yīng)當(dāng)包含結(jié)構(gòu)、工藝和散熱等設(shè)計，而且是更重要的設(shè)計。高頻開關(guān)電源的很多麻煩是由于磁性元件工藝、結(jié)構(gòu)和制造不合理引起的。當(dāng)然我們變壓器和電感器企業(yè)這邊也會無條件配合，跟隨上游企業(yè)的發(fā)展同步進步，為他們提供最優(yōu)化的設(shè)計方案作為參考。

云路聚能：我們云路聚能肯定會全力配合客戶的打樣，即便客戶提出需求變更，我們也會全力配合，因為把滿足客戶需求放在首位是我們的服務(wù)宗旨。同時對于客戶的設(shè)計方案我們也會提供相關(guān)的技術(shù)支持，提供我們的變壓器和電感器的設(shè)計方案或者給出設(shè)計建議等。

創(chuàng)世富爾：中國制造業(yè)的競爭力體現(xiàn)在響應(yīng)速度和成本上。我們創(chuàng)世富爾的研發(fā)基本架構(gòu)是一個項目工程師配置一個專職樣品制作小組。一方面能快速相應(yīng)客戶的市場需求，同時有相應(yīng)的工程師去解決技術(shù)難題。

為了提高反應(yīng)速度，我們公司市場業(yè)務(wù)人員和研發(fā)工程師都會和客戶進行多頻次的溝通。此外，我們公司建立了研發(fā)材料樣品數(shù)據(jù)庫，即對常用規(guī)格材料做提前的樣品備貨，客戶需要的時候，就能確保一個最低數(shù)量的樣品材料，立刻投入到樣品制作，縮短了樣品供貨的時間。接下來我們還會不斷完善，竭盡所能為客戶提供更好的服務(wù)。

兆啟：在產(chǎn)品服務(wù)這塊，我們兆啟可以從整機系統(tǒng)，包括分析電路架構(gòu)、開關(guān)頻率等，給客戶提供前期的完整解決方案，后續(xù)再配合客戶的開發(fā)需求提供樣品，此外我們還可以做電路仿真，磁仿真，熱仿真，幫助客戶更快的進行產(chǎn)品設(shè)計。如今，面臨新的領(lǐng)域，兆啟設(shè)計的次數(shù)大概是兩次左右，如果在該領(lǐng)域我們已經(jīng)開發(fā)成功，其余機型基本上不會超過兩次就會開發(fā)成功，做到給客戶提供滿意的技術(shù)支持。

5.科華恒盛：在選擇變壓器和電感器企業(yè)時，我們會進行綜合性的考核，每一方面都是缺一不可的。如企業(yè)的選材設(shè)計，交期長短等。（針對儲能領(lǐng)域，貴司能提供哪種類型的變壓器和電感器？一般交期是多長？）

云路聚能：我們會同步提供電感器、高頻變壓器等多種類型的磁性元器件。樣品階段，在原材料齊全的情況下只需要2-3天即可，若需要重新備料，也能在約兩周內(nèi)完成。后面批量生產(chǎn)之后，就能滾動持續(xù)性的供貨了。

兆啟：我們基本上會在兩周內(nèi)提供給客戶樣品。兩周的時間內(nèi)設(shè)計并交貨，后期批量生產(chǎn)后就是源源不斷進行，基本周期在30-45天左右。針對儲能系統(tǒng)，我們能提供高頻金屬磁粉芯和高頻鐵氧體變壓器和電感器等全方面的產(chǎn)品支持。

京泉華：針對儲能系統(tǒng)，京泉華能提供全品類的變壓器和電感器。儲能系統(tǒng)中用到的如輔助型變壓器、驅(qū)動變壓器等會做全自動化的設(shè)計，這類型產(chǎn)品我們已經(jīng)有很成熟的樣板庫，因此大概7天的時間就能提供樣品，之后的供貨周期大概為30-45天。

寶惠：我們的響應(yīng)速度還是比較有優(yōu)勢，一般能在一周內(nèi)就可以將產(chǎn)品生產(chǎn)出來，一些特殊設(shè)計可能就會稍微延長。我們公司的策略是所有磁性元器件開發(fā)與生產(chǎn)，變壓器、電感器多元化發(fā)展，主要使用到的磁芯包括合金類、錳鋅類、鎳鋅類、超微晶等主流材料，不僅能讓設(shè)計起來速度更快，同時也能讓我們提供更全方位的不同選型的變壓器、電感器服務(wù)到客戶。

創(chuàng)世富爾：對于儲能系統(tǒng)中的光伏控制器、BMS和并網(wǎng)逆變器中所應(yīng)用的變壓器和電感器，我們都能提供配套的產(chǎn)品。至于交付，一直是我們創(chuàng)世富爾的一個核心競爭力。我們的研發(fā)中心設(shè)立在深圳，但制造基地基本在內(nèi)陸地區(qū)，員工流動性低，使得產(chǎn)品穩(wěn)定性和產(chǎn)品效率得到了一定的保障。一般來說，我們一周內(nèi)就是實現(xiàn)從生產(chǎn)到供貨。

結(jié)語：

從產(chǎn)品技術(shù)需求來看，儲能企業(yè)主要從耐壓性、散熱性、低損耗等方面對磁芯、變壓器和電感器提出了更高要求。

變壓器和電感器企業(yè)大多采用耐高壓的繞組線、膜包線等方式參與到變壓器和電感器與儲能系統(tǒng)的設(shè)計，提高變壓器和電感器的耐壓性；為了促進變壓器和電感器散熱，變壓器和電感器企業(yè)會采用立繞式結(jié)構(gòu)設(shè)計，或選擇膠水、陶瓷等填充型材料的方法。

變壓器和電感器作為儲能系統(tǒng)的第二大損耗源，如何降低損耗成為許多變壓器和電感器企業(yè)的重要課題。大多數(shù)企業(yè)表示，唯有磁芯技術(shù)的革新，才能從根本上降低磁芯的損耗，從而降低變壓器和電感器損耗。

實際上，除了技術(shù)需求外，儲能企業(yè)還尤其看重變壓器和電感器企業(yè)能提供的服務(wù)及其綜合實力。從變壓器和電感器企業(yè)的回答中我們也能看到，不少企業(yè)通過建立樣本庫的方式縮短產(chǎn)品設(shè)計時間，并會在整機企業(yè)設(shè)計產(chǎn)品的過程中提出從變壓器和電感器角度出發(fā)的產(chǎn)品解決方案。

如今儲能的賽道上已熙熙攘攘，有的企業(yè)因早出發(fā)遙遙領(lǐng)先，有的雖起步晚仍力量滿滿。唯有不斷提升產(chǎn)品技術(shù)實力與企業(yè)自身的能力，變壓器和電感器企業(yè)才能在這一市場的較量中走到最后。