7月8日至10日，慕尼黑上海电子展（以下简称“慕尼黑电子展”）在上海新国际博览中心举办。这场延续了十几年的品牌活动吸引了近1600家国内外半导体厂商参与。《中国电子报》记者观察到，本次展会上，储能成为举足轻重的新兴板块。一众企业展出了自己用在储能领域的电子元器件组合方案。小小的储能电子元器件折射出广袤新型储能市场空间的当下与未来。
新型储能市场增长潜力巨大
2023年，我国新增新型储能装机规模首次突破20GW，是2022年同期水平的三倍。其中，锂离子电池储能占比最大，约占2023年全球新型储能累计装机总量的96.9%。天眼查数据显示，2023年新成立的储能相关企业多达7.2万家，是2022年的1.8倍。储能市场的高速发展，也为包括宽禁带半导体技术在内的多种半导体技术提供了市场增长空间。
服务于锂离子电池储能的半导体分立器件及组合方案，是本届慕尼黑上海电子展的重头戏。储能电子分立器件，大致可分为三极管、二极管、MOSFET、IGBT、IC（例如充电管理IC、锂电保护IC等）五种类型。而它们将被用于电池管理系统（BMS）、储能变流器（PCS）和能源管理系统（EMS）三类集成系统的生产。五大类元器件的头部供应商基本集中在英飞凌、安森美、东芝、意法半导体、德州仪器、恩智浦、富士电机、罗姆、威世、DIODES、瑞萨、三菱电机、日立等十余家企业之中，记者在本次展会上看到了其中大部分企业的身影。
在慕尼黑电子展上记者了解到，包括英飞凌、德州仪器、意法半导体在内的多家元器件企业，基本上具备为一块用于储能的PCB板提供几乎所有元器件的供应能力，但元器件企业大多并不直接为客户提供解决方案，而是为其提供“参考设计”，即提供元器件组合方案参考样例，以帮助客户了解利用本公司产品可以实现什么样的功能。
根据CNESA对中国储能市场规模的预测，保守场景下，预计2028年新型储能累计装机规模将达到168.7GW，2024-2028年复合年均增长率（CAGR）为37.4%。理想场景下，预计2028年新型储能累计装机规模将达到220.9GW，2024-2028年复合年均增长率（CAGR）为45.0%。从记者在慕尼黑电子展采访元器件企业的情况来看，各家企业都感受到了比较强劲的下游需求，并纷纷推出适用于储能场景的元器件及参考设计。
储能电子汇聚慕尼黑电子展
本次慕尼黑电子展吸引到了一众储能电子相关企业参展。其中既有老牌电子元器件企业，又有国内宽禁带半导体新势力。
德州仪器展出了用于家庭光伏储能场景的多款参考设计。其中，基于GaN的7.2kW组串式混合逆变器参考设计（TIDA-010938），支持7.2kW从串输入到电池存储系统的额定功率，可配置的AC/DC转换器可以处理3.6kW的单相电网连接。该设计具备两倍的功率密度改进，使太阳能逆变器更轻、更易于安装；且总损耗(<2%)低，便于利用更多的阳光，使电池储能更高效；由于无源和散热器减少了整体尺寸，可以帮助减少总制造占地面积。
意法半导体展出了用于电动汽车充电及电池储能系统的25kW双有源桥双向电源转换器。该方案采用SiC功率模块，可优化集成和散热功能；采用双向数字电源控制；应用复杂的调制技术，可实现扩展的软开关模式；SiC MOSFET以高频率运行，可减小无源元件的重量和尺寸。
英飞凌展出了适用于光伏、储能系统和电子汽车充电应用当中的多款产品。其中，采用增强型沟槽栅技术的2000V CoolSiC MOSFET，采用TO-247PLUS-4-HCC封装，不仅能够满足设计人员对更高功率密度的需求，而且即使面对严格的高电压和开关频率要求，也不会降低系统可靠性。该产品可以出力更高的直流母线电压，可在不增加电流的情况下提高功率，或者替代传统的多电平方案，降低系统复杂度和成本。
针对光伏与储能功率变换应用，瞻芯电子市场宣传经理陈健向记者展示了一款新型2000V SiC 3B封装模块产品（IV3B20023BA2)，内置了4颗瞻芯电子第二代2000V 23mΩ SiC MOSFET和4颗 2000V 60A SiC SBD芯片，能替代8颗分立器件组成4相升压电路，且应用方式灵活，适用于主流的1500V平台最大功率追踪系统（MPPT)，大幅压缩了系统体积，提升功率密度，还简化了系统应用设计。
“扩列”是元器件厂商首要任务
用于储能场景的元器件，相较于其他应用场景，有一项共性要求：可靠性更高。这是因为大多数用于储能的电子元器件在户外工作，其中不乏我国西北地区这种冬季气温极低的地区，这就要求这些元器件可以在温度极高或极低的情况下保证持续稳定工作。且许多储能设备是作为基础设施存在的，因此此类器件对使用年限的要求也高于其他应用场景的元器件产品。
当前，新型储能行业正处于快速增长期，市场整体形态仍未定型，系统集成参与企业众多，且各家系统集成企业及其对产品的理解不尽相同，这就给储能电子元器件带来了诸多“个性化要求”。在慕尼黑展会现场，几乎所有工程师在回答“未来产品发展方向”时都认为，需要继续扩充产品类型，以适应用户日益多样化的需求。
英飞凌应用工程师董洁在接受《中国电子报》记者采访时表示，客户的变换器规格变化很快，在电池等组件的新技术趋势推动下，元器件产品也在快速迭代，且迭代方向多有不同。例如在散热方面，系统正从风冷转为水冷，在功率方面，正从小功率转向大功率，直流电压方面也有从1500V提升到2000V的倾向。“但总的来说公司可供应的同一类目下的产品种类数量在逐渐提升，逐渐扩展成更全面的产品集群。”董洁说。
德州仪器中国区技术支持总监师英在接受《中国电子报》记者采访时表示，在储能领域，电池管理是其中的核心应用。电池管理系统（BMS）需要对每节电芯的电压、电流和温度进行实时、精确的数据采集。这些数据对于评估电芯的 SOC（充电状态）和 SOH（健康状态）至关重要。储能系统中的数据通信通常采用 CAN 或 LIN 等成熟协议。采集的数据将被传输至 MCU，进行进一步的计算和状态判断，以实现对整个储能系统的高效管理。
