Littelfuse儲能應用開拓之道：電路保護、功率控制及傳感的一站式解決方案

專訪Littelfuse功率半導體技術(shù)應用經(jīng)理劉鵬

　　據(jù)測算，2035年前，我國風、光裝機規(guī)模分別將達到7億、6.5億千瓦，全國風電、太陽能日最大波動率預計分別達1.56億、4.16億千瓦，大大超出電源調(diào)節(jié)能力，迫切需要重新構(gòu)建調(diào)峰體系，以具備應對新能源5億千瓦左右的日功率波動的調(diào)節(jié)能力。

　　在風電和光電裝機量不斷提升的大背景下，發(fā)展儲能技術(shù)是解決供需匹配問題、減小風光波動性對電網(wǎng)沖擊的必由之路。一方面，通過削峰填谷，可以解決峰谷時段發(fā)電量與用電負荷不匹配的問題；另一方面，可以參與提供電力輔助服務，解決風光發(fā)電的波動性和隨機性導致的電網(wǎng)不穩(wěn)定；此外，通過儲能系統(tǒng)的存儲和釋放能量，提供了額外的容量支撐；在一定程度上，儲能可以增加電量本地消納，減少輸電系統(tǒng)的建設成本。

　　移動式和模塊化儲能應用成主要關(guān)注對象

　　作為全球排名第一的電路保護品牌，Littelfuse通過投資未來和增值客戶關(guān)系，不斷促進其自身的發(fā)展，其中投資未來包括加強公司全球性基礎設施建設的各種收購和新產(chǎn)品開發(fā)。因此，當面對儲能應用巨大的市場需求時，其自然不會錯失良機。近日，Littelfuse功率半導體技術(shù)應用經(jīng)理劉鵬在接受采訪時表示：“當前Littelfuse產(chǎn)品在儲能市場主要集中在以下三大類應用場景：移動式儲能、家庭儲能以及以模塊化形式呈現(xiàn)在電網(wǎng)、充電站等應用場景下的儲能應用。”

　　Littelfuse功率半導體技術(shù)應用經(jīng)理劉鵬

　　目前，移動式儲能電源應用是Littelfuse重要的關(guān)注市場之一。據(jù)悉，市場主流的移動式儲能電源其產(chǎn)品功率普遍在數(shù)百萬至上千瓦，工作電壓在48-96V，單品售價主要集中于3000-8000元區(qū)間，除電池占據(jù)最大成本之外，圍繞這一小型電池儲能系統(tǒng)（BESS），Littelfuse的保險絲、壓敏電阻、MOS管等器件已經(jīng)被廣泛地應用在其中。

　　據(jù)悉，電池儲能系統(tǒng)（BESS，Battery Energy Storage System）的架設幾乎是在戶外，且很多案場設置位置都在郊區(qū)空曠處，因此需要全面性的電路和系統(tǒng)保護策略。在BESS中，需要保護的重點是防止過電流、漏電流偵測、電弧閃光和瞬態(tài)過電壓。圍繞此應用，劉鵬介紹道：Littelfuse不僅為BMS電池包提供屏蔽保護，還為電池包與電池包Module間提供保險絲以及偵測信號應用的保護類器件。同時，在整個保護板很多端口，包括通訊端口，需要用到Littelfuse TVS管、保險絲、TVS二極管，甚至還有一些Disconnector Switch。以上這些主要還是保護類器件。同樣，在儲能系統(tǒng)后端的匯流排、逆變器等應用，Littelfuse還提供很多功率器件產(chǎn)品，用于功率變換。劉鵬認為，國內(nèi)移動式儲能電源是一個超百億，甚至數(shù)百億的市場。目前，移動式儲能電源在海外各大發(fā)達國家得到大量普及，隨著近幾年國內(nèi)應用需求的快速增長，未來市場將會更大。

　　電池儲能系統(tǒng)（BESS）（來自Littelfuse官網(wǎng)）

　　在電網(wǎng)側(cè)，儲能設備可以用于提供電力輔助服務。由于電網(wǎng)接入的發(fā)電量和用戶負荷的用電量具有瞬時特性，電網(wǎng)處于不斷的波動變化中，因此，為了保障電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，需要并網(wǎng)發(fā)電廠提供輔助服務。據(jù)劉鵬介紹，在電網(wǎng)、電站級的儲能應用方面，比如南網(wǎng)、國網(wǎng)開始部署了大量10MW、20MW集裝箱式的儲能系統(tǒng)。此外，在如基站的儲能應用方面，由于5G基站多部署于山中或者需要跨越河流等復雜的戶外環(huán)境，如果項目鋪設輸電線路不僅直接成本高，同時后期維護成本也高。因此，項目供電需要配置一套光伏供電系統(tǒng)（含儲能）。類似于上述這些儲能應用，Littelfuse均有涉足，且已成為重點關(guān)注的對象。

　　對于家庭儲能應用需求，劉鵬指出，在家用分布式光伏設備或是光儲設備上的應用方面，歐美國家相對較為領先，而國內(nèi)大部分地區(qū)人口居住比較稠密，電力覆蓋完善，國內(nèi)該市場需求規(guī)模有限，但未來的市場巨大，Littelfuse在此類項目中，同樣有許多保護器件、功率器件的方案。

　　此外，在發(fā)電側(cè)，儲能設備最主要的用途是集中式可再生能源并網(wǎng)。可再生能源（如風電、光伏發(fā)電等）由于自然資源地理分布的不均勻、發(fā)電高峰時段與用電高峰時段的不完全重合、以及日內(nèi)波動和不可預測性等，給電網(wǎng)的供需匹配提出挑戰(zhàn)，而儲能設備與可再生能源發(fā)電設備的配合可以實現(xiàn)出力穩(wěn)定，最大程度上減少棄風棄光。劉鵬指出，現(xiàn)在太陽能發(fā)電的比重越來越高，但是錯峰波動太大。按照光伏儲能配比10%，如10MW的光伏設備配備容量為1MWh的儲能設備，一旦政策落地，市場需求將會大量增加。為了應對市場的需求，Littelfuse的技術(shù)團隊也集中力量研發(fā)這方面的解決方案，力求滿足客戶的需求。

　　提及未來，劉鵬進一步指出，當前新能源汽車市場需求的爆發(fā)，Littelfuse很多器件應用于充電樁之中，未來隨著充電樁突破單一的充電功能，融入光伏發(fā)電，甚至是儲能等功能，市場需求將會持續(xù)利好。此外，未來隨著電網(wǎng)儲能應用的持續(xù)發(fā)力，還有一些涉及到逆變等電能轉(zhuǎn)換的新應用需求，Littelfuse的技術(shù)團隊也在不斷地跟客戶深入探討和開發(fā)，提供合適方案以適應市場的發(fā)展。

　　未雨綢繆 資本動作推動業(yè)績穩(wěn)步增長

　　隨著各行業(yè)對半導體行業(yè)應用需求的快速增長，作為世界領先的電路保護、功率控制和傳感技術(shù)的制造商，Littelfuse業(yè)績也水漲船高。如Littelfuse公司2020年度財務報表顯示，在過去8年里公司業(yè)績年復合增長率為21%隨著應用需求的不斷增長，產(chǎn)品交付就成為公司面臨的最大挑戰(zhàn)之一。

　　劉鵬還強調(diào)，有一點與其他公司不同，在產(chǎn)品生產(chǎn)環(huán)節(jié)，Littelfuse公司本身也生產(chǎn)晶圓，晶圓除自用外，也向其他廠商供貨，具有更高的主動權(quán)。

　　近年來，隨著汽車功率半導體應用，以及充電樁、儲能、太陽能等領域用功率器件需求的快速增長，Littelfuse業(yè)績收益頗豐。據(jù)悉，2020財年Littelfuse整體營收規(guī)模為15億美元，其中功率器件業(yè)務占比1/3。中國作為公司的最重要市場之一，其在華收入規(guī)模占據(jù)其全球業(yè)務的36%，而功率器件業(yè)務規(guī)模又占其中1/3。可以說，Littelfuse功率器件業(yè)務取得的巨大成效，離不開公司幾年前未雨綢繆式的收購。

　　2017年，Littelfuse宣布與IXYS公司達成最終協(xié)議。根據(jù)協(xié)議，Littelfuse以現(xiàn)金和股票交易收購IXYS的全部流通股。IXYS是功率半導體和集成電路市場的全球領導者，專注于工業(yè)、通信、消費和醫(yī)療市場的中高壓功率控制半導體。據(jù)劉鵬介紹，Littelfuse與IXYS兩公司的原有產(chǎn)品線幾乎沒有重疊，整合可實現(xiàn)優(yōu)勢互補。通過對IXYS收購完成后，Littelfuse產(chǎn)品線從保護器件延伸到功率器件。以往公司主要以保護器件產(chǎn)品為主，包括保險絲、MOV、TVS管等，將IXYS收購后，Littelfuse就把整個電源拓撲產(chǎn)品線進行了完善，產(chǎn)品更是覆蓋功率器件、驅(qū)動、控制類、保護類等。

　　就整個產(chǎn)業(yè)鏈而言，Littelfuse將IXYS納入麾下，其產(chǎn)品從保護器件到功率器件到傳感器實現(xiàn)更全面的覆蓋，這讓其幾乎成為市場上唯一一家這樣的廠商。

　　結(jié)語：

　　今年7月，國家發(fā)改委發(fā)布了政策通知，主要內(nèi)容包括分時電價機制的優(yōu)化、執(zhí)行和實施保障等三個方面。這一政策對能源消費、能源生產(chǎn)、能源技術(shù)和能源體制方面都具有重要意義，通過優(yōu)化分時電價機制，引導用戶改變用能習慣，提升電網(wǎng)友好性；峰谷電價差更高會推動用電側(cè)儲能等分布式靈活資源的發(fā)展，儲能利用峰谷電價差盈利的空間增大；儲能等多種靈活能源加強互動，發(fā)展多樣的商業(yè)模式。由此可見，隨著儲能應用政策的落地，將進一步為打開市場開辟道路，而Littelfuse也將乘著政策之風為客戶提供更安全可靠的解決方案。