功率转换系统 (PCS)

功率低于 10kW 的储能系统通常供住宅区和家庭使用。这种系统通常采用两级功能，这种功能需要采用双向工作模式：直流-直流级与交流-直流级。 英飞凌通过运用市场领先的碳化硅 (SiC) 和硅 (Si) MOSFET 以及配有最佳栅极驱动器的 IGBT 技术，打造具有最高效率和功率密度的全系统解决方案。

推荐的产品：

• 碳化硅 (SiC) MOSFET：CoolSiC™
• 低压 MOSFET (<300V)：OptiMOS™
• 高压 MOSFET (>400V)：CoolMOS™
• 分立式 IGBT：IGBT
• 栅极驱动器 IC：EiceDRIVER™

10 kW 至 125 kW 功率范围的储能系统属于与光伏系统组合的住宅或商业储能系统 (ESS) 类别。在许多情况下，变电站存储系统采用多个 125 kW 系统。这种功率等级的主拓扑采用 3 级 ANPC 或 3 级主动自然箝位转换器。除这种拓扑外，有时使用标准两级拓扑，具体取决于电池和电网连接电压。 这种系统安装在办公室、工厂和超市中，主要供自身消费。所产生的多余非自耗能量储存在电池中，以供后期使用，或输回电网，以增加营收。 这种系统的一个关键要求为降低损耗，以最大程度提高能量转换效率。目前这些系统可应对高达 1500 V 的直流总线电压。

推荐的产品：

• 1200 V 模块，采用 CoolSiC™ MOSFET：CoolSiC™
• 600 V CoolSiC™ MOSFET：CoolSiC™
• 650 V CoolMOS™ 高压 MOSFET (>400V)：CoolMOS™
• 栅极驱动器 IC：EiceDRIVER™

125 kW 至 2 MW 功率范围的储能系统属于散装储能系统。这些系统为独立式使用系统，或与大项目级光伏和风能系统组合使用。 这种功率等级的主拓扑采用 3 级 ANPC 或标准 2 级转换器，具体取决于电池和电网连接电压。总体而言，在储能系统 (ESS) 功率等级增加的情况下，最好使用 2 级拓扑。

The main purpose of such large power level ESS is to stabilize unstable grids, thereby avoiding full-blown blackouts. Such energy storage systems can improve grid reliability and power system stability. Furthermore, growing demand for electricity, especially during peak periods, can be met without additional generation through a concept called peak shaving or energy time-shift. 使用这种大功率级储能系统的主要目的在于使不稳定的电网变得稳定，从而避免完全熔断的停电情况。这种储能系统能够提升电网可靠性和电力系统稳定性。此外，通过高峰调节或能量时移技术，可满足不断增长的电力需求，特别是在高峰期。

推荐的产品：

• 1200 V 模块，采用 CoolSiC™ MOSFET：CoolSiC™
• PrimePACK™ 模块，使用 IGBT4： PrimePACK™
• EconoDUAL™ 模块：EconoDUAL™ 3
• 栅极驱动器 IC：EiceDRIVER™

在串联不同荷电状态 (SOC) 的电池组后，只要有一组电池的电量低于最低允许值，系统都不能运行。此时，即使其他电池组电量充足，整个系统也会停止。简言之，电池利用率受电量最低电池组的限制。

为克服这一限制而开发的模块化级联多级架构，充分发挥了高效、低压 MOSFET 的优势，其中引领市场的英飞凌 OPTIMOS™ 系列产品便是代表之一。每个电池组都连接到自己的定向功率转换器，然后将这些转换器的输出串联，以建立高压直流总线。

如此一来，每一级输出的电流都是相等的。增加灵活性后，通过对 SOC 较高的电池组施加更大的负载，先进的控制方案可以平衡所有电池组中不同电池的 SOC，BMS 功能是该解决方案的附加特性。 

推荐产品：

低压 MOSFET (<300V)：OPTIMOS™

栅极驱动器 IC：EiceDriver™