磁集成產(chǎn)品方案 光儲(chǔ)逆變器的“隱形”革命！

作為磁性元件設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新方法，磁集成技術(shù)正成為行業(yè)重要研究方向和應(yīng)用領(lǐng)域。上期《對話》我們一同探討了磁集成技術(shù)在充電樁領(lǐng)域的應(yīng)用。那么在光伏儲(chǔ)能領(lǐng)域，磁集成技術(shù)產(chǎn)品解決方案又是如何應(yīng)用呢？讓我們一探究竟。

編者按：隨著可再生能源的迅猛發(fā)展，光儲(chǔ)逆變器作為連接光伏電源與儲(chǔ)能系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，其性能與效率的提升日益受到行業(yè)的關(guān)注。在這一背景下，磁集成技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢，為光儲(chǔ)逆變器的降本增效提供了新的解決方案。磁集成技術(shù)，作為一種先進(jìn)的磁性元件設(shè)計(jì)理念，通過將多個(gè)磁性元件集成在一起，不僅能有效減小逆變器的體積，還能顯著降低成本。本文將深入探討磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)逆變器中的應(yīng)用，分析其對產(chǎn)品性能、體積、成本等方面的影響，以及當(dāng)前技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)和市場推廣的展望。

對話導(dǎo)覽：

1、磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)逆變器中的應(yīng)用情況如何?

2、貴司光儲(chǔ)逆變器磁集成產(chǎn)品解決方案是怎樣的?集成前后在數(shù)量、體積、成本、品質(zhì)等方面會(huì)帶來怎樣的變化?

3、使用磁集成技術(shù)將導(dǎo)致選用的線材、磁材、制程、生產(chǎn)設(shè)備等產(chǎn)生怎樣的變化?

4、磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)市場中的應(yīng)用還存在哪方面的挑戰(zhàn)?

5、針對磁集成技術(shù)的未來發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間如何加強(qiáng)合作與交流?

6、如何看待磁集成技術(shù)未來發(fā)展?

1. 磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)逆變器中的應(yīng)用情況如何?

陳為教授：在光儲(chǔ)逆變器中，磁集成方案在LLC電路中的應(yīng)用相對較多，且發(fā)展較為成熟。近年來，磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)領(lǐng)域的應(yīng)用程度越來越高，從從實(shí)際應(yīng)用情況來看，磁集成方案在性能、品質(zhì)等方面均能滿足光儲(chǔ)行業(yè)的要求。

郡嘉劉擁華：磁集成技術(shù)在終端企業(yè)中的應(yīng)用是逐漸增多的。郡嘉電子大概是在五六年前，就已經(jīng)給客戶提供磁集成方案。當(dāng)時(shí)客戶反饋產(chǎn)品的空間不夠，希望能夠?qū)で鬁p少空間體積的方案，我們也在研發(fā)設(shè)計(jì)中采用了磁集成技術(shù)，成功將磁集成方案應(yīng)用于實(shí)際產(chǎn)品中，在后續(xù)的產(chǎn)品檢測中，也證明了磁集成方案不僅沒有削弱原本方案所需的性能，也滿足了減少體積的需求。今年上半年，郡嘉戶用儲(chǔ)能逆變器的市場需求量相比往年有所增加。這主要得益于客戶需求的增長和訂單量的提升。

鷹峰電子廖文署：為了降低成本和減小體積，目前行業(yè)正在研究多種磁集成方案，如磁集成耦合電感、共模濾波電感等。這些方案旨在將多個(gè)磁性元件集成在一起，既減小體積也降低成本。

磁極海來布曲：家儲(chǔ)這一領(lǐng)域有20%-30%的產(chǎn)品已經(jīng)使用了磁集成方案。儲(chǔ)能逆變器不管是雙交錯(cuò)還是三交錯(cuò)都可是實(shí)現(xiàn)磁集成，逆變側(cè)和網(wǎng)側(cè)都可以實(shí)現(xiàn)磁集成。像EMI共模電感有時(shí)會(huì)做成兩級濾波，這時(shí)候也可以用磁集成方案。省下材料之后，就能進(jìn)一步縮小產(chǎn)品體積，降低產(chǎn)品成本。

盛弘電氣王寧：光儲(chǔ)逆變器中一般會(huì)使用到逆變電感和網(wǎng)側(cè)電感。我們在采用磁集成方案時(shí)會(huì)關(guān)注其發(fā)熱問題。因?yàn)榇旁臒釗p耗在光儲(chǔ)逆變器中占比較大。

審核編輯 黃宇

2. 貴司光儲(chǔ)逆變器磁集成產(chǎn)品解決方案是怎樣的?集成前后在數(shù)量、體積、成本、品質(zhì)等方面會(huì)帶來怎樣的變化?

鷹峰廖文署：光儲(chǔ)逆變器中，未使用磁集成方案時(shí)，通常應(yīng)用的磁性元件包括EMC濾波的共模電感、逆變的EMC共模電感以及差模電感等。數(shù)量上，包括三個(gè)逆變?yōu)V波電感，一個(gè)差模濾波電感，一個(gè)共模濾波電感等。體積和成本占比方面，如果不考慮電池的部分，磁性元件的成本大約占逆變器的12%左右。

磁集成方案通常是將兩個(gè)或多個(gè)磁性元件集成在一起，如通過并聯(lián)耦合電感等方式。這樣做可以減少線材和磁性材料的用量，進(jìn)而降低成本和體積。以磁集成耦合電感為例，體積可以減少30%-40%，成本也能降低約20%。磁集成方案應(yīng)用后，客戶反饋和測試效果顯示，體積和成本均有顯著降低，功率密度有所提高。此外，磁集成技術(shù)應(yīng)用于光儲(chǔ)逆變器后，可以顯著減小逆變器輸出的文波，從而改善逆變器的性能。但需要注意的是，由于功率密度的提升，需要更加關(guān)注熱處理的問題。

陳為教授：磁集成技術(shù)主要會(huì)帶來產(chǎn)品體積的縮小，也就是通過提高功率密度，使整體體積變得更小。但是，體積縮小并不意味著設(shè)計(jì)可以簡化，相反，需要更加精細(xì)和科學(xué)的設(shè)計(jì)來確保產(chǎn)品的性能穩(wěn)定，特別是在溫升控制方面。

首航新能源吳明：從前年開始，首航新能源所生產(chǎn)的光儲(chǔ)逆變器產(chǎn)品中，就已經(jīng)使用到了磁集成技術(shù)產(chǎn)品方案。使用了磁集成方案后的產(chǎn)品，體積越做越小，功率密度提升，成本也降低了。

郡嘉劉擁華：我們的磁集成方案主要是將主變和諧振電感進(jìn)行集成。這是我們在市場上應(yīng)用較多的一種做法。

3. 使用磁集成技術(shù)將導(dǎo)致選用的線材、磁材、制程、生產(chǎn)設(shè)備等產(chǎn)生怎樣的變化?

陳為教授：在選材方面，例如鐵芯等可能需要定制，以滿足集成后的特定需求。生產(chǎn)設(shè)備方面，由于檢測手段需要配合集成后的復(fù)雜功能，所以檢測手段也會(huì)相應(yīng)變得更加復(fù)雜。目前并沒有專門的測試儀器來完全滿足磁集成技術(shù)的檢測要求。雖然現(xiàn)有的測試儀器可以用于品質(zhì)控制，但無法提供與電路性能直接相關(guān)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

鷹峰電子廖文署：磁集成技術(shù)的發(fā)展將對上游線材企業(yè)和磁性材料企業(yè)提出新的要求。如磁集成技術(shù)中的磁芯復(fù)用會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗增加，需要我們尋求降低損耗的方案;且為了滿足高頻應(yīng)用的需求，需要研發(fā)更高頻的磁性材料，并確保在高頻下具有較低的損耗。此外，磁集成技術(shù)的應(yīng)用涉及到各種復(fù)雜電路布局和客戶需求，因此磁芯的尺寸和形狀也需要適應(yīng)更多的變化。這要求磁性材料企業(yè)具備更強(qiáng)的設(shè)計(jì)能力和制造靈活性。設(shè)備方面，目前磁集成方案對生產(chǎn)設(shè)備的要求基本不變，但可能需要針對新的耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行模塊化的調(diào)整。同時(shí)，上游企業(yè)還需要關(guān)注終端市場的發(fā)展趨勢，及時(shí)調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)策略，以適應(yīng)市場需求的變化。

郡嘉劉擁華：磁集成方案，我們主要調(diào)整了線材和磁材的選用。以微逆為例，里面大多會(huì)使用到平面變壓器，目前平面變壓器中的線材我們大多采用膜包線。采用磁集成技術(shù)后，生產(chǎn)工藝會(huì)有一定的調(diào)整，但這部分調(diào)整人工便可完成，所以不需要額外再引進(jìn)新的設(shè)備專門用于磁集成的產(chǎn)品，也能有效控制產(chǎn)品的成本。在研發(fā)設(shè)計(jì)端，我們正在關(guān)注新的測試設(shè)備和仿真軟件，計(jì)劃引入以輔助磁集成技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

5KW光伏逆變器 圖源bigbit產(chǎn)業(yè)研究室

4. 磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)市場中的應(yīng)用還存在哪方面的挑戰(zhàn)?

磁極海來布曲：磁集成技術(shù)發(fā)展的難點(diǎn)主要體現(xiàn)在對磁場、電場理論的深入理解，以及對產(chǎn)品使用方式和具體參數(shù)的把握。隨著頻率的提升，選擇合適的材料也是一大挑戰(zhàn)。在磁集成技術(shù)的早期探索中，我們發(fā)現(xiàn)諧振電路與變壓器之間的磁場可以相互抵消，從而成功地將電感和變壓器集成在一起。隨后，進(jìn)一步的研究實(shí)現(xiàn)了三個(gè)磁性元件的集成，實(shí)現(xiàn)了磁場的更高效抵消。這一過程需要持續(xù)的研究與精確的計(jì)算，因?yàn)槟壳暗姆抡孳浖袩o法精確預(yù)測磁場抵消的具體量。因此，我們需要在計(jì)算后通過樣品測試來驗(yàn)證參數(shù)，并進(jìn)行反復(fù)調(diào)整。

目前業(yè)內(nèi)仍存在對磁集成技術(shù)的質(zhì)疑，主要集中在技術(shù)的前沿性和普及度上。由于并非所有磁元件企業(yè)和整機(jī)設(shè)計(jì)工程師都了解這一技術(shù)，因此在產(chǎn)品初期可能會(huì)遭遇來自不了解磁集成方案人群的質(zhì)疑。然而，隨著產(chǎn)品的批量生產(chǎn)和客戶認(rèn)可度的提升，預(yù)計(jì)將有更多人接受并采用磁集成技術(shù)方案。為了獲得客戶的認(rèn)可，磁元件企業(yè)必須具備強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力，并在客戶開發(fā)設(shè)計(jì)的前期，根據(jù)其需求提供合適的磁集成產(chǎn)品解決方案。現(xiàn)在很多項(xiàng)目產(chǎn)品從立項(xiàng)到最終生產(chǎn)只有三個(gè)月時(shí)間，留給研發(fā)的時(shí)間并不多，這就要求磁元件企業(yè)必須要有強(qiáng)大的研發(fā)團(tuán)隊(duì)和技術(shù)實(shí)力支撐。

陳為教授：主要挑戰(zhàn)在于設(shè)計(jì)方面。磁集成設(shè)計(jì)并不是常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，而是需要特定的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。目前來說，可能更多地是由電源工程師負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作，因?yàn)榇旁O(shè)計(jì)工程師在這方面的能力可能還有所欠缺。但是，電源工程師和磁元件設(shè)計(jì)工程師之間的合作是非常必要的，以確保磁集成技術(shù)的有效應(yīng)用。另外，由于磁集成設(shè)計(jì)是非標(biāo)準(zhǔn)化的，相關(guān)的檢測和測試也需要定制化的設(shè)備和方案，這可能會(huì)增加市場推廣的難度。

鷹峰電子廖文署：目前，磁集成技術(shù)在光儲(chǔ)市場中的應(yīng)用并未得到廣泛推廣，主要挑戰(zhàn)在于市場推廣。盡管磁集成技術(shù)在汽車行業(yè)中已經(jīng)相對成熟，但在光儲(chǔ)領(lǐng)域，由于追求穩(wěn)定性和成本效益，使得其應(yīng)用受到一定限制。此外，電源廠商的設(shè)計(jì)工程師對這一技術(shù)的了解不足，也是導(dǎo)致磁集成技術(shù)未能廣泛應(yīng)用的原因之一。

首航新能源吳明：目前磁集成技術(shù)方案只是應(yīng)用在部分產(chǎn)品中，而非大規(guī)模的使用，這是因?yàn)槭褂么偶杉夹g(shù)后的產(chǎn)品溫升較高，在散熱、絕緣等方向的技術(shù)成熟度上還需要進(jìn)一步的提高。

郡嘉劉擁華：主要還是技術(shù)方面的問題。在我看來，未來磁集成技術(shù)不太可能完全替代傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，它可能只在某些特定的電路中得到應(yīng)用。這主要取決于技術(shù)挑戰(zhàn)如散熱和絕緣等問題的解決程度。如果這些問題得到有效解決，那么磁集成技術(shù)的應(yīng)用范圍可能會(huì)更廣?，F(xiàn)在的市場推廣難題還是要回歸到解決技術(shù)難題上。

盛弘電氣王寧：因?yàn)橐捎么偶杉夹g(shù)方案，就需要在前期的設(shè)計(jì)過程中投入新的時(shí)間成本、研發(fā)成本，目前來說使用磁集成技術(shù)后帶來的降本綜合來看性價(jià)比相對沒那么高。而且還有許多光儲(chǔ)逆變器的設(shè)計(jì)師實(shí)際上并沒有及時(shí)了解磁性元件的最新技術(shù)進(jìn)展，這就導(dǎo)致其很難普及起來。后續(xù)隨著磁集成技術(shù)發(fā)展更為成熟，整機(jī)企業(yè)也可以多嘗試新技術(shù)帶來的產(chǎn)品解決方案。只要這一新方案品質(zhì)穩(wěn)定，性能好，也許能讓磁集成技術(shù)普及起來。

5. 針對磁集成技術(shù)的未來發(fā)展，產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)間如何加強(qiáng)合作與交流?

陳為教授：企業(yè)在選擇是否應(yīng)用磁集成方案時(shí)，需要充分考慮產(chǎn)品的具體需求和性能指標(biāo)。同時(shí)，也需要關(guān)注技術(shù)的成熟度和可靠性，以及生產(chǎn)過程中的定制和檢測要求。通過綜合評估，選擇最適合自己產(chǎn)品的技術(shù)方案。

由于磁集成技術(shù)是非標(biāo)準(zhǔn)化的，很多企業(yè)可能覺得引入這種技術(shù)會(huì)帶來額外的麻煩和成本。因此，我們需要更多地宣傳磁集成技術(shù)的優(yōu)勢，并幫助企業(yè)理解其潛在價(jià)值?，F(xiàn)在有的企業(yè)不太愿意采用新的磁集成技術(shù)，這可能與企業(yè)的觀念和思維有關(guān)。許多企業(yè)可能習(xí)慣于使用傳統(tǒng)的、成熟的技術(shù)，而不太愿意嘗試新的、非標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)。此外，降低成本和提高效率也是企業(yè)考慮的重要因素，如果新的技術(shù)不能帶來明顯的優(yōu)勢，企業(yè)可能會(huì)選擇繼續(xù)使用舊技術(shù)。

從行業(yè)發(fā)展的角度來看，我希望企業(yè)可以更加開放和積極地接受新技術(shù)。雖然磁集成方案可能會(huì)帶來一些額外的挑戰(zhàn)和成本，但它也具有很多潛在的優(yōu)勢，如提高性能、降低成本等。此外，企業(yè)可以與高校和研究機(jī)構(gòu)建立合作關(guān)系，共同推進(jìn)磁集成技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。

鷹峰電子廖文署：為了加強(qiáng)磁集成技術(shù)的市場推廣，產(chǎn)業(yè)鏈中的企業(yè)需要加強(qiáng)合作與交流。這包括形成高效的研究、生產(chǎn)、銷售一體化團(tuán)隊(duì)，確保研究成果能夠迅速轉(zhuǎn)化為實(shí)際產(chǎn)品。同時(shí)，還需要加強(qiáng)高校與產(chǎn)業(yè)界的溝通，促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化和推廣。

郡嘉劉擁華：在磁集成產(chǎn)品研發(fā)過程中，我們會(huì)與客戶進(jìn)行緊密的溝通和合作，一起探討和研發(fā)，根據(jù)客戶的需求進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。幫助我們不斷完善產(chǎn)品和技術(shù)。目前有些企業(yè)對磁集成方案仍了解不足，實(shí)際上通過我們的樣品測試，客戶都表示認(rèn)可。因此，后續(xù)我們也將繼續(xù)大力推廣這一技術(shù)，幫助客戶更好地了解和應(yīng)用它。此外，與高校、協(xié)會(huì)等的合作也是非常重要的。我們郡嘉也會(huì)經(jīng)常參加Big-Bit資訊舉辦的行業(yè)活動(dòng)，通過這一平臺(tái)與其他企業(yè)加強(qiáng)合作交流。

6. 如何看待磁集成技術(shù)未來發(fā)展?

鷹峰電子廖文署：磁集成技術(shù)無疑是未來磁元件行業(yè)乃至終端行業(yè)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢。它有望幫助光儲(chǔ)企業(yè)實(shí)現(xiàn)降本增效，提高產(chǎn)品競爭力。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場的逐步成熟，磁集成方案將在光儲(chǔ)領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。

郡嘉劉擁華：未來，我們將繼續(xù)關(guān)注磁集成技術(shù)的發(fā)展趨勢和市場變化，繼續(xù)與客戶保持緊密的合作關(guān)系，共同研發(fā)和推廣更先進(jìn)、更高效的磁集成技術(shù)。同時(shí)，我們也將加強(qiáng)與上游供應(yīng)商的合作，共同提升產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。

磁極海來布曲：磁集成方案肯定是我們未來發(fā)展的趨勢。隨著行業(yè)的發(fā)展，將來就是拼技術(shù)、拼成本，而磁集成技術(shù)恰好能實(shí)現(xiàn)體積小、性能好、成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以現(xiàn)在各家企業(yè)都在朝著這個(gè)方向發(fā)展，終端市場的應(yīng)用也越來越廣泛了。

陳為教授：只要能夠提升磁集成的功率密度，這一技術(shù)是具有很大的潛力。所以我覺得磁集成技術(shù)在未來，確實(shí)有可能會(huì)成為光儲(chǔ)市場的主流趨勢。

結(jié)語：

隨著光伏儲(chǔ)能市場的蓬勃發(fā)展，磁集成技術(shù)以其卓越的潛力成為推動(dòng)光儲(chǔ)逆變器創(chuàng)新的核心力量，展現(xiàn)出引領(lǐng)未來的獨(dú)特魅力。它不僅實(shí)現(xiàn)了逆變器體積的顯著縮小和成本的降低，更通過提升功率密度，顯著改善了逆變器的性能。然而，磁集成技術(shù)的廣泛應(yīng)用仍面臨著重重挑戰(zhàn)。

多位專家指出，磁集成技術(shù)的核心挑戰(zhàn)在于其設(shè)計(jì)復(fù)雜性。當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)缺乏既精通磁學(xué)又熟悉電力電子，并能根據(jù)不同應(yīng)用場景精確選擇材料的復(fù)合型人才。同時(shí)，非標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程、集成后的散熱和絕緣問題，都是亟待解決的技術(shù)難題。這些挑戰(zhàn)限制了磁集成技術(shù)的大規(guī)模普及。

面對這些挑戰(zhàn)，上游的線材、磁材和設(shè)備廠商需緊密合作，共同攻克技術(shù)難關(guān)。在光伏儲(chǔ)能行業(yè)大力尋求降本增效之路的當(dāng)下，光儲(chǔ)企業(yè)與磁性元件企業(yè)都應(yīng)摒棄過時(shí)的思維，摒棄單純的成本競爭，而是積極擁抱新技術(shù)，尋求創(chuàng)新的產(chǎn)品解決方案。只有這樣，我們才能為光伏儲(chǔ)能行業(yè)帶來真正的技術(shù)革新。

讓我們共同期待，磁集成技術(shù)能在不久的將來成為光伏儲(chǔ)能領(lǐng)域的“隱形”革命者，推動(dòng)可再生能源的廣泛應(yīng)用，助力實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。同時(shí)，我們也熱切期待更多企業(yè)加入磁集成技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用行列，共同開創(chuàng)光伏儲(chǔ)能行業(yè)的新篇章。在下一期的《對話》中，我們將深入探討磁集成技術(shù)在OBC、DC-DC等領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展，敬請廣大讀者關(guān)注并參與討論。

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