作者：安富利中國區(qū)現(xiàn)場應(yīng)用管理總監(jiān)丁國驕

　　2021年“雙碳”成為一個熱詞，并由此激發(fā)了社會對新一輪能源革命更加熱切的盼望和憧憬。在“雙碳”目標(biāo)下，中國經(jīng)濟(jì)也將進(jìn)入一個結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，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。

　　讓儲能系統(tǒng)更高效、更安全

　　目前，中國70%的電力還來自于火力發(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)國家，可再生能源發(fā)電的比例超過70%。如果中國企業(yè)不能大幅降低碳排放，會增加碳成本，而導(dǎo)致產(chǎn)品價格上升，進(jìn)而失去出口的優(yōu)勢。因此，進(jìn)行綠色環(huán)保升級，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、間歇性和波動性，會對電網(wǎng)和用戶造成沖擊，因此，在發(fā)電側(cè)，儲能系統(tǒng)是能有效解決并網(wǎng)平滑過渡的方法。在電網(wǎng)側(cè)，儲能系統(tǒng)通過調(diào)頻調(diào)壓，柔性傳輸，解決電力消納的問題；在用戶側(cè)，可以起到削峰填谷、應(yīng)急供電等功能。儲能的專項規(guī)劃已經(jīng)列入“十四五”的發(fā)展規(guī)劃，在發(fā)電側(cè)，儲能的配比將不低于10%-15%，同時，規(guī)劃鼓勵電網(wǎng)側(cè)的合理布局，鼓勵用戶側(cè)儲能的多元化發(fā)展，例如分布式光伏，光儲充電站、微電網(wǎng)、甚至電動汽車都可以成為分散式儲能的系統(tǒng)。可以說，儲能需求的爆發(fā)，給所有提前布局的企業(yè)帶來巨大的發(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，布置靈活的儲能系統(tǒng)，主要由儲能變流器（PCS）、電池(BA)、電池管理系統(tǒng)(BMS)組成，是安富利關(guān)注的重點。安富利在高功率電源系統(tǒng)領(lǐng)域經(jīng)驗豐富，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，擅長為客戶解決BMS關(guān)鍵技術(shù)問題。

　　同時，安富利工程團(tuán)隊具備將儲能系統(tǒng)產(chǎn)品化的經(jīng)驗，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題。目前，安富利的BMS方案涵蓋發(fā)電側(cè)儲能及分布式多元化方式，從兆瓦級到10KW級的各種應(yīng)用場景，也包括電動汽車的應(yīng)用。面對儲能行業(yè)的蓬勃發(fā)展，安富利會加大儲能領(lǐng)域的研發(fā)、技術(shù)支持、市場投入，并擴(kuò)大領(lǐng)先優(yōu)勢，服務(wù)更多客戶。

　　為“氫動車”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，但去年宣布停產(chǎn)氫燃料汽車，轉(zhuǎn)投電動汽車，這說明氫燃料汽車面臨的挑戰(zhàn)是巨大的。首先，是基礎(chǔ)建設(shè)問題，雖然氫燃料汽車的續(xù)航里程可能比傳統(tǒng)燃油車更長，加氫時間和加油時間相當(dāng)，但是加氫站的稀缺，使得加氫的便利性降低。另外，高壓儲氫運氫的技術(shù)成熟度、安全性和成本，以及車用儲氫的安全性和成本，也是短期內(nèi)制約氫燃料汽車發(fā)展的一些因素。目前電動汽車技術(shù)成熟，關(guān)鍵部件，比如電池的成本下降很快，因此發(fā)展強勁，業(yè)內(nèi)普遍達(dá)成共識，現(xiàn)階段氫燃料電池乘用車的發(fā)展的必要性不強，但是在載重卡車、大客車等，氫燃料電池汽車還是有一定優(yōu)勢。好消息是，國內(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)石油石化公司也開始投入基礎(chǔ)建設(shè)，有望更快解決加氫的問題。此外，也有專家開辟了一個新的思路，開始探索以氫氣直接作為發(fā)動機(jī)燃料的應(yīng)用，這些氫能源的新動向都值得關(guān)注。

　　相比電動車，“氫動車”的優(yōu)勢也很明顯——氫氣可通過電解水獲得，氫燃料電池在使用過程中產(chǎn)生電能和水，可以真正達(dá)到零排放。相比之下，電動車的鋰電池在生產(chǎn)過程中消耗的礦產(chǎn)資源以及產(chǎn)生的碳排放，電池回收過程的產(chǎn)生碳排放等，比制氫儲氫運氫產(chǎn)生的碳排放要大很多。在使用環(huán)節(jié)，氫燃料電池汽車充氫時間短，能效高，一次充氫續(xù)航里程可大于1000公里，更適合載重汽車和客車的長途運行，同時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，中重型商用車產(chǎn)生的二氧化碳排放占比接近所有車輛排放的50%，再加上輕型商用車，將近75%的二氧化碳排放來自于商用車，氫燃料電池汽車的零排放讓其在節(jié)能減排上具有豐富的想象空間。

　　據(jù)統(tǒng)計，2019年全國的氫燃料汽車產(chǎn)量是3022輛，全部為重卡、大客車。2020年全國擁有的加氫站大約100座，到2025年，有望發(fā)展到1000座。隨著基礎(chǔ)建設(shè)的完善，有越來越多的車廠愿意投入燃料電池商用車的發(fā)展以減少碳的排放。2021年年末，北汽福田已經(jīng)交付了600輛北汽氫燃料車服務(wù)于2022年北京冬奧會，說明“氫動車”的商用正在走向突破，而這也為安富利帶來了新機(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，為汽車提供電能，同時為動力電池充電。氫燃料電池汽車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)商紛紛展開合作，共同開發(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應(yīng)用馬達(dá)控制的經(jīng)驗，為系統(tǒng)的整合提供整體方案。同時，氫燃料電池汽車也需要對電池管理，由于氫燃料電池的特殊性，需要獨立供電和正負(fù)壓采集，恩智浦的BMS模擬前端（AFE）MC33775能滿足應(yīng)用要求。為有效解決散熱問題，提升能效，安富利早在幾年前就與國際知名熱管理公司合作，為客戶定制水冷的散熱系統(tǒng)�？梢哉f，安富利是植根于本土，與本土企業(yè)一同成長的公司，不僅提供芯片產(chǎn)品，還圍繞客戶的應(yīng)用，提供包含連接器、被動元件以機(jī)電產(chǎn)品的全套的解決方案。

　　為新能源汽車注入新技術(shù)動能

　　談到能源革命，也不能不談新能源汽車——這是能源革命下，汽車產(chǎn)業(yè)百年不遇的范式躍遷。汽車產(chǎn)業(yè)“新四化”，即電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化會相繼實現(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，使得新能源汽車成為普通百姓可以買的起、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汽車充電難的問題。一臺電動汽車相較于燃油汽車，其半導(dǎo)體器件的成本超過10倍的增長，其中，三電系統(tǒng)，即電驅(qū)、電池、電機(jī)，是半導(dǎo)體器件的主要增長點。

　　安富利代理的半導(dǎo)體及連接器、被動元件及機(jī)電產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域。電動化方面，安富利正在為客戶交付意法半導(dǎo)體的SiC MOSFET,用于主驅(qū)逆變器功率模塊。在BMS方面，安富利可以提供獨立的方案，應(yīng)對客戶新的需求，在BMS與OBC整合方案上安富利也會進(jìn)一步投入。不同于燃油汽車12/24V供電，電動/混動汽車有使用高壓電源驅(qū)動電機(jī)，比如主驅(qū)動電機(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的駕駛員監(jiān)控系統(tǒng)（DMS）、智能座艙、車身域控制網(wǎng)關(guān)等。

　　此外，安富利很早就已經(jīng)開發(fā)有自主知識產(chǎn)權(quán)AI技術(shù)，并成功運用于DMS方案。目前正在與國內(nèi)AI技術(shù)的佼佼者地平線展開合作，開發(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)公司展開平臺的合作。

　　可以說，在新一輪能源革命正在拉開大幕之際，安富利這家科技企業(yè)中的“百年老店”厚積薄發(fā)，為從儲能、氫燃料電池車、到電動車的新領(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)和方案儲備。安富利將加速推動并承接能源革命在儲能、氫能、電動車領(lǐng)域的落地應(yīng)用，從而引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)的重大變革。