安富利：厚积薄发迎接新一轮能源革命

作者：安富利中国区现场应用管理总监丁国骄

2021年 “双碳” 成为一个热词，并由此激发了社会对新一轮能源革命更加热切的盼望和憧憬。在 “双碳” 目标下，中国经济也将进入一个结构转型的关键时期，产业将向着绿色经济发展，这一切都让新一轮能源革命显得迫在眉睫。

让储能系统更高效、更安全

目前，中国70%的电力还来自于火力发电，风能和光伏等可再生能源发电的比例大约只有15%。由于并网的技术问题，部分地区还存在弃光弃风的现象。相较之下，在某些发达国家，可再生能源发电的比例超过70%。 如果中国企业不能大幅降低碳排放，会增加碳成本，而导致产品价格上升，进而失去出口的优势。因此，进行绿色环保升级，发电行业首当其冲。 

然而，风能和光伏等可再生能源的随机性、间歇性和波动性，会对电网和用户造成冲击，因此，在发电侧，储能系统是能有效解决并网平滑过渡的方法。在电网侧，储能系统通过调频调压，柔性传输，解决电力消纳的问题；在用户侧，可以起到削峰填谷、应急供电等功能。储能的专项规划已经列入“十四五”的发展规划，在发电侧，储能的配比将不低于10%-15%，同时，规划鼓励电网侧的合理布局，鼓励用户侧储能的多元化发展，例如分布式光伏，光储充电站、微电网、甚至电动汽车都可以成为分散式储能的系统。可以说，储能需求的爆发，给所有提前布局的企业带来巨大的发展机遇，包括在此领域深耕已久的安富利。

电化学储能系统是一种能量转换效率高、建设周期短，布置灵活的储能系统，主要由储能变流器（PCS）、电池(BA)、电池管理系统(BMS)组成，是安富利关注的重点。安富利在高功率电源系统领域经验丰富，并与英飞凌、安森美等知名企业在功率器件方面达成战略合作， 积累了风能、光伏、基站电源以及充电桩等应用的广泛客户群体。更值得一提的是，安富利在BMS方面有近十年的案例和方案积累，在电池均衡、热管理、系统通信、故障保护及处理方面掌握核心技术，是恩智浦、英飞凌以及意法半导体等认证的BMS核心方案代理商，擅长为客户解决BMS关键技术问题。

同时，安富利工程团队具备将储能系统产品化的经验，联合更多传感器、接触器、继电器、连接器以及保护电路的优质厂家，解决了整体方案的安全可靠问题。 目前，安富利的BMS方案涵盖发电侧储能及分布式多元化方式，从兆瓦级到10KW级的各种应用场景， 也包括电动汽车的应用。面对储能行业的蓬勃发展，安富利会加大储能领域的研发、技术支持、市场投入，并扩大领先优势，服务更多客户。

为“氢动车”提供电源系统解决方案

在新能源领域中，除了光能、风能、水能等，氢能也是一种越来越被重视的新能源。日本丰田曾经生产了世界上第一辆氢燃料电池的乘用车，但去年宣布停产氢燃料汽车，转投电动汽车，这说明氢燃料汽车面临的挑战是巨大的。首先，是基础建设问题，虽然氢燃料汽车的续航里程可能比传统燃油车更长，加氢时间和加油时间相当，但是加氢站的稀缺，使得加氢的便利性降低。另外，高压储氢运氢的技术成熟度、安全性和成本，以及车用储氢的安全性和成本，也是短期内制约氢燃料汽车发展的一些因素。目前电动汽车技术成熟，关键部件，比如电池的成本下降很快，因此发展强劲，业内普遍达成共识，现阶段氢燃料电池乘用车的发展的必要性不强，但是在载重卡车、大客车等，氢燃料电池汽车还是有一定优势。好消息是，国内企业已经突破了燃料电池的关键技术，例如质子交换膜技术，并且具有动力总成能力，这有助于降低成本。另外，传统石油石化公司也开始投入基础建设，有望更快解决加氢的问题。此外，也有专家开辟了一个新的思路，开始探索以氢气直接作为发动机燃料的应用，这些氢能源的新动向都值得关注。

相比电动车，“氢动车”的优势也很明显——氢气可通过电解水获得，氢燃料电池在使用过程中产生电能和水，可以真正达到零排放。 相比之下，电动车的锂电池在生产过程中消耗的矿产资源以及产生的碳排放，电池回收过程的产生碳排放等，比制氢储氢运氢产生的碳排放要大很多。在使用环节，氢燃料电池汽车充氢时间短，能效高，一次充氢续航里程可大于1000公里，更适合载重汽车和客车的长途运行，同时在高速沿线部署加氢站也具有一定的便利性。有数据表明，中重型商用车产生的二氧化碳排放占比接近所有车辆排放的50%，再加上轻型商用车，将近75%的二氧化碳排放来自于商用车，氢燃料电池汽车的零排放让其在节能减排上具有丰富的想象空间。

据统计，2019年全国的氢燃料汽车产量是3022辆，全部为重卡、大客车。2020年全国拥有的加氢站大约100座，到2025年，有望发展到1000座。 随着基础建设的完善，有越来越多的车厂愿意投入燃料电池商用车的发展以减少碳的排放。2021年年末，北汽福田已经交付了600辆北汽氢燃料车服务于2022年北京冬奥会，说明“氢动车”的商用正在走向突破，而这也为安富利带来了新机遇。

安富利为氢燃料电池提供电源变换器DC-DC的解决方案。DC/DC变换器作为氢燃料电池发动机系统的关键部件，用于将燃料电池输出的低压直流电升压为高压直流输出，为汽车提供电能，同时为动力电池充电。氢燃料电池汽车DC-DC变换器要求升压比更高以及更高功率和更高效率，采用高压SiC MOSFET, 可以支持高达150KW的功率，效率高达98%，安富利与英飞凌、安森美、意法半导体等供应商纷纷展开合作，共同开发这一新的领域。 此外，氢燃料电池系统的空气压缩机、水泵等都是核心部件，安富利也积累了汽车应用马达控制的经验，为系统的整合提供整体方案。同时，氢燃料电池汽车也需要对电池管理，由于氢燃料电池的特殊性，需要独立供电和正负压采集，恩智浦的BMS模拟前端（AFE） MC33775能满足应用要求。为有效解决散热问题，提升能效，安富利早在几年前就与国际知名热管理公司合作，为客户定制水冷的散热系统。可以说，安富利是植根于本土，与本土企业一同成长的公司，不仅提供芯片产品，还围绕客户的应用，提供包含连接器、被动元件以机电产品的全套的解决方案。

为新能源汽车注入新技术动能

谈到能源革命，也不能不谈新能源汽车 —— 这是能源革命下，汽车产业百年不遇的范式跃迁。汽车产业“新四化”，即电动化、智能化、网联化、共享化会相继实现。随着锂离子电池的技术成熟以及产能的加大，成本大大降低，使得新能源汽车成为普通百姓可以买的起、用着省的交通工具。公共充电设施的投入、以及快换电池的技术，也一定程度上缓解了电动汽车充电难的问题。一台电动汽车相较于燃油汽车，其半导体器件的成本超过10倍的增长，其中，三电系统，即电驱、电池、电机，是半导体器件的主要增长点。

安富利代理的半导体及连接器、被动元件及机电产品广泛应用于新能源汽车领域。 电动化方面，安富利正在为客户交付意法半导体的SiC MOSFET, 用于主驱逆变器功率模块。在BMS方面，安富利可以提供独立的方案，应对客户新的需求，在BMS与OBC整合方案上安富利也会进一步投入。不同于燃油汽车12/24V供电，电动/混动汽车有使用高压电源驱动电机， 比如主驱动电机， 电空调，油泵等，安富利拥有多种电机控制驱动解决方案。在智能化方面，安富利提供不同层面的可以交付的解决方案，包括恩智浦77GHz雷达模组、安森美的图像传感器模组，以及基于恩智浦平台的驾驶员监控系统（DMS）、 智能座舱、车身域控制网关等。

此外，安富利很早就已经开发有自主知识产权AI 技术，并成功运用于DMS方案。 目前正在与国内AI技术的佼佼者地平线展开合作，开发完整的ADAS及智能座舱解决方案。此外，作为赛灵思的重要合作伙伴，安富利在ADAS领域，也与众多互联网公司展开平台的合作。

可以说，在新一轮能源革命正在拉开大幕之际，安富利这家科技企业中的“百年老店”厚积薄发，为从储能、氢燃料电池车、到电动车的新领域提供多样化的解决方案，为这一轮能源革命的方方面面做好了技术、产品、系统和方案储备。安富利将加速推动并承接能源革命在储能、氢能、电动车领域的落地应用，从而引领产业的重大变革。