编者按:

根据BNEF统计，2021年全球新增储能装机规模为10GW/22GWh，较2020年实现翻倍以上增长，截至2021年底全球累计储能装机容量约为27GW/56GWh。今年以来，储能行业依旧蓬勃发展，有机构预测，全球储能行业更大的爆发或在2023年。

储能行业的发展推动了上游变压器和电感器的需求量。从近两年的上市变压器和电感器企业财报中我们也可以发现，越来越多的变压器和电感器企业开始布局储能行业，且布局储能领域成为其业绩增长的重要因素之一。

本期《对话》围绕“储能”，通过与储能企业、磁芯企业及变压器和电感器企业等代表的对话，以探讨储能行业对磁芯、变压器和电感器的技术需求以及磁芯企业、变压器和电感器企业应具备的资质问题，为储能行业上下游企业提供力所能及的点拨。

对话导览：

1.储能领域所使用的变压器和电感器数量及类型如何？对比光伏领域用变压器和电感器有何不同？

2.首航新能源：储能系统大电流，对变压器和电感器的耐压性与散热性有一定的要求。（如何从磁芯的角度满足变压器和电感器和储能逆变器的耐压性、散热性的要求？/变压器和电感器企业能否满足当前储能系统对于磁元件耐压性、散热性的要求？）

3.锦浪科技：变压器和电感器在整个储能系统中是除了功率器件以外的第二大损耗源，甚至会占到单机损耗的30%-50%。（是否认同这一观点？磁芯/变压器和电感器企业应如何在控制成本的同时尽可能降低损耗？）

4.汇川技术：变压器和电感器的设计很少能一次性成功，后续也可能会不断迭代，这就需要变压器和电感器企业配合去提供样品。所以我们选择变压器和电感器企业的时候，会十分注重其能够提供的服务。（变压器和电感器企业能否配合客户需求提供样品？除此之外，贵司还能提供哪方面的产品服务？）

5.科华恒盛：在选择变压器和电感器企业时，我们会进行综合性的考核，每一方面都是缺一不可的。如企业的选材设计，交期长短等。（针对储能领域，贵司能提供哪种类型的变压器和电感器？一般交期是多长？）

1.储能领域所使用的变压器和电感器数量及类型如何？对比光伏领域用变压器和电感器有何不同？

锦浪科技：储能领域目前主要以功率电感、功率变化变压器、驱动变压器及其他一些辅助的变压器和电感器。后续对变压器和电感器集成的需求会越来越大，即把变压器和电感器同种类或不同种类的集成到一起去，实现更优化更强大的功能。目前储能逆变器功率范围主要在3000W至20000W之间各个级别的产品都是有的。数量上大多根据实际设计及应用情况来定，以6000W储能逆变器为例，粗略估计有18-20个变压器和电感器。

京泉华：光伏逆变器和储能逆变器中应用的磁元件产品解决方案会有所区别。光伏逆变器类产品以电感为主，比如升压电感、逆变电感，电子变压器主要为辅助变压器、驱动变压器等。储能系统中存在两部分。逆变器部分还是以电感为主，第二部分双向转换部分以电子变压器为主，因此储能系统中变压器和电感器的选型会更加多样。

创世富尔：户用光伏、分布式光伏相应会小电流小功率，而储能以工业储能为主，更为大型，因此工业储能所需的变压器和电感器数量和选型会更多。据我了解，一个储能逆变器所需的变压器和电感器至少就有10颗。

汇川：目前光伏领域开始使用微型逆变器，往分布式光伏、户用光伏发展，但在储能领域仍是以大型的工业储能为主。所以储能领域用磁性元器件的功率依然是往大功率方向发展。虽然说应用于光伏领域的变压器和电感器也能用于储能领域，但往往不是最佳的解决方案，变压器和电感器更多是定制化产品，需要依据项目的不同来调整其选型和数量等。

云路聚能：实际上应用于光伏逆变器和储能逆变器中的变压器和电感器在应用与设计上基本相同，光伏逆变器与储能逆变器主要在软件算法与控制上有所不同，硬件磁性元件的设计原理相同。

逆变器产品频率的提升，对于类似云路聚能电气这种企业来说，其公司技术平台与产品本来就涵盖低频、高频等各种不同性能的产品与解决方案，不会有影响，如云路聚能更多时候是根据整机厂家的需求，具体的应用场景（如配合客户传统光伏逆变器方案、光伏逆变器碳化硅方案、汽车车载类、UPS类等），根据整机工作频率等特性的不同，提供最佳的变压器和电感器产品解决方案。但如果有些磁件公司只做其中一类解决方案时，整机频率的提升对他们会有一些影响，因为技术平台不支撑无法响应到客户的需求。

2.首航新能源：储能系统大电流，对变压器和电感器的耐压性与散热性有一定的要求。（如何从磁芯的角度满足变压器和电感器和储能逆变器的耐压性、散热性的要求？/变压器和电感器企业能否满足当前储能系统对于变压器、电感器耐压性、散热性的要求？）

京泉华：为了提高变压器和电感器的耐压性，我们会采用耐高压的绕组线，同时我们会选用绝缘线如膜包线等参与储能系统的设计，这样变压器和电感器耐压性能得到明显的提高。目前针对客户对变压器和电感器耐压性和散热性的要求，我们会对变压器和电感器产品进行一些新的设计，在这方面京泉华已有成熟的经验。

关于变压器和电感器的工作温度问题，我们首先要看其绝缘系统温度等级。如F级绝缘系统变压器和电感器最高温度点大概是155℃，这时候变压器和电感器也依然可以正常工作。实际上为了追求成本降低，将产品的重量和体积缩小，一般情况下会不断提高变压器和电感器的工作温度。但如果变压器和电感器的居里温度超过200℃，或许会影响到产品的其他性能，变压器和电感器企业需要考虑到这一种情况。因此我们需要采用散热技术来提高变压器和电感器的散热性，如采用立绕结构，同时会在产品上使用陶瓷、胶体等导热材料，或是进行风道设计等有助于变压器和电感器散热的方法。

创世富尔：目前来说，150℃甚至是以上这样的温度对于储能系统来说是一个正常的状态。我们变压器和电感器做可靠性实验时的温度一般就是150℃，有时要做48小时甚至更长，储能系统的工作频率、电流不断增大，对耐压性、散热性的要求也是越来越高。目前针对储能领域用磁芯、变压器和电感器，我们公司已经有3-5年的技术经验积累。我们针对储能行业产品特点，采用了不同工艺，包括散热工艺、选材等进行专门研发。

以散热工艺为例，传统的功率电感通过空气进行散热，我们则通过填充新材料如胶水等，兼具散热与成本两种优势。以往行业内使用胶水大多是从国外进口，现在进行国产化研发，我们也是跟国内的知名厂商做了相关的产品替代，从而控制了最终产品的成本问题。

云路聚能：在储能系统中，电感的温度有时甚至会超过150℃，如果这只是短暂性的峰值温度，那对整个储能系统不会造成太大的影响。实际上，各应用领域中磁性元器件超100℃的情况十分常见，我们云路聚能电气能为客户提供满足其温升需求的磁性元器件，如低损耗的磁芯，铜铝线圈的定向设计与选择等，这是一个满足客户需求的综合考虑体。

宝惠：至于储能系统中磁性元器件温度的问题，如今为了控制变压器、电感器的成本，我们会缩小体积，并将变压器、电感器往更高的耐温等级评估。因此在设计的时候，我们不是单独追求某一方面的性能提高，而是要将散热、耐压、频率、成本、结构等因素综合考虑，最终呈现出一个较均衡的产品解决方案。

兆启：即使是高达150℃，只要变压器和电感器在安全的使用温度范围之内，对于变压器和电感器本身来讲使用上是没有问题的，但是这牵扯到对系统其他电子元器件存在着高温影响的一个风险，比如说电解、电容或者光电耦合器，会影响其使用寿命。因此我们需要在设计中考虑变压器和电感器放置的位置，不能离对高温比较敏感的元器件太近。

要注重提高变压器和电感器本身的散热性。目前我们公司预计在2023年年中推出一款新品，该款新品会选用新的磁芯，而且从散热结构上做了很大的改进，能有效帮助变压器和电感器散热，并且从体积和成本上都有了大幅度的降低。这不仅能应用在储能系统中，实际上整个电源行业的诉求也在向这个方向发展。

3.锦浪科技：变压器和电感器在整个储能系统中是除了功率器件以外的第二大损耗源，甚至会占到单机损耗的30%-50%。（是否认同这一观点？磁芯/变压器和电感器企业应如何在控制成本的同时尽可能降低损耗？）

创世富尔：储能系统的损耗占比中变压器和电感器肯定会占有很大的比例，不过具体的占比数值变压器和电感器企业难以统计，整机厂商更有统计数据的来源。变压器和电感器损耗主要体现在铜损和铁损；铜损主要取决于我们电子变压器和电感的绕制，铁损主要取决于磁芯的选用。我们公司的研发团队大多具有磁芯研发工作的经历，因此在磁芯的选用上有更丰富的经验。电子变压器中大多选用铁氧体材料，而储能系统中应用的功率电感一般则选用磁粉心。最终选用哪种具体类型的材料则是兼顾损耗和成本等综合因素考量下的结果。

京泉华：变压器和电感器的损耗至少会占整个损耗比例的20%-30%。假设产品为3000w，能效为97%，则可算出3%的损耗约有900w，其中变压器和电感器的损耗大概是900W的20%-30%。变压器和电感器的损耗分两部分。一部分是磁心产生的损耗，因此在磁心的选择上我们要选择更低损耗的磁芯；一部分是导体的损耗，我们会考虑邻近效应和趋肤效应，减少涡流损耗和磁滞损耗。

兆启：电源有两大损耗源，第一大损耗源就是功率半导体，第二大损耗源就是变压器和电感器。不过电源损耗牵扯到的因素很多，往往变压器和电感器企业自身无法精准计算，电源或者说整机企业的数据测试可信度会更高一些。

目前从整个变压器和电感器的技术发展瓶颈来看，是材料的瓶颈，不是本身变压器和电感器设计的瓶颈。若因为追求降低变压器和电感器损耗，导致跟不上储能系统或者其他电源的需求，降损耗就失去了意义，归根结底还是取决于磁芯方面的技术革新。从成本上来考量，就需要我们将体积做小，重量做轻。有时我们会通过结构性的设计，如一些散热结构将热量快速散出去，从而进一步做小体积，做轻重量，达到降成本的目的。

宝惠：储能系统中第一大损耗源是开关管，第二就是变压器和电感器。变压器和电感器发热是比较严重的，一般会达到120℃以上，有部份客户要求还会更高，这就会让损耗增大，器件寿命缩短。对于变压器和电感器企业而言，要降低损耗首先要降低温升，缩小体积，使得结构设计更为紧凑，线圈和磁芯的紧密搭配会有更好的散热传导。其次是要选用更低损耗、更高直流偏置的磁性材料。

汇川：在大部分功率电源里面，损耗占比最大的器件一是开关器件而是变压器和电感器。而具体的损耗比根据不同的项目具体使用的产品类型等最终的数据会有所差异。

车声雷教授：储能是为了更加充分的利用电，如果过程中损耗过多就违背了初衷。所以我们需要通过高频化或其他方式提高能效，对材料、器件做技术创新。第三代半导体材料的应用给电源和储能带来提高能效的机会。磁芯和变压器和电感器要跟第三代半导体配合上。在工业储能领域，用碳化硅半导体的可能性更大，相对铁氧体材料，变压器和电感器企业会更多采用磁粉芯。

科华恒盛：变压器和电感器的损耗占比确实很高，有时甚至可能达到40%-60%。

4.汇川技术：变压器和电感器的设计很少能一次性成功，后续也可能会不断迭代，这就需要变压器和电感器企业配合去提供样品。所以我们选择变压器和电感器企业的时候，会十分注重其能够提供的服务。（变压器和电感器企业能否配合客户需求提供样品？除此之外，贵司还能提供哪方面的产品服务？）

京泉华：京泉华设立的技术研究院主要做新材料、新工艺的研究并应用到变压器和电感器的产品设计上。在产品设计阶段，我们会给客户提供我们的变压器和电感器产品设计方案。等他们方案设计出来以后，我们在评审阶段会提供一些合理化建议，更好地提高变压器和电感器产品性能、自动化生产或是控制变压器和电感器成本。此外，我们还有电磁仿真、热仿真、振动仿真等，实现对变压器和电感器应用场景的还原和测试，调整变压器和电感器参数，为客户提供更全面的产品服务。

宝惠：1.由于很难从市场上购得标准的变压器和电感器，开关电源设计工作的大部分就是变压器和电感器的设计。有经验的开关电源设计者深知，开关电源设计的成败在很大程度上取决于变压器和电感器的正确设计和制作。高频变压器和电感器固有的寄生参数，引起电路中各色各样的问题，例如高损耗、必须用缓冲或箝位电路处理的高电压尖峰、多路输出之间交叉调节性能差、输出或输入噪声耦合和占空度范围限制等等，对初步进入开关电源领域的工程师往往感到手足无措。

变压器和电感器的分析和设计比电路设计复杂得多，要直接得到唯一的答案是困难的。因为要涉及到许多因素，因此设计结果绝不是唯一合理的。例如，不允许超过某一定体积，有几个用不同材料的设计可以满足要求，但如果进一步要求成本最低，则限制了设计的选择范围。因此最优问题是多目标的，相对的。或许是最小的体积，最低成本，或是最高效率等等。最终的解决方案与主观因素、设计者经验和市场供应情况有关。另一方面，正确的设计不只是一般电路设计意义上的参数计算。还应当包含结构、工艺和散热等设计，而且是更重要的设计。高频开关电源的很多麻烦是由于磁性元件工艺、结构和制造不合理引起的。当然我们变压器和电感器企业这边也会无条件配合，跟随上游企业的发展同步进步，为他们提供最优化的设计方案作为参考。

云路聚能：我们云路聚能肯定会全力配合客户的打样，即便客户提出需求变更，我们也会全力配合，因为把满足客户需求放在首位是我们的服务宗旨。同时对于客户的设计方案我们也会提供相关的技术支持，提供我们的变压器和电感器的设计方案或者给出设计建议等。

创世富尔：中国制造业的竞争力体现在响应速度和成本上。我们创世富尔的研发基本架构是一个项目工程师配置一个专职样品制作小组。一方面能快速相应客户的市场需求，同时有相应的工程师去解决技术难题。

为了提高反应速度，我们公司市场业务人员和研发工程师都会和客户进行多频次的沟通。此外，我们公司建立了研发材料样品数据库，即对常用规格材料做提前的样品备货，客户需要的时候，就能确保一个最低数量的样品材料，立刻投入到样品制作，缩短了样品供货的时间。接下来我们还会不断完善，竭尽所能为客户提供更好的服务。

兆启：在产品服务这块，我们兆启可以从整机系统，包括分析电路架构、开关频率等，给客户提供前期的完整解决方案，后续再配合客户的开发需求提供样品，此外我们还可以做电路仿真，磁仿真，热仿真，帮助客户更快的进行产品设计。如今，面临新的领域，兆启设计的次数大概是两次左右，如果在该领域我们已经开发成功，其余机型基本上不会超过两次就会开发成功，做到给客户提供满意的技术支持。

5.科华恒盛：在选择变压器和电感器企业时，我们会进行综合性的考核，每一方面都是缺一不可的。如企业的选材设计，交期长短等。（针对储能领域，贵司能提供哪种类型的变压器和电感器？一般交期是多长？）

云路聚能：我们会同步提供电感器、高频变压器等多种类型的磁性元器件。样品阶段，在原材料齐全的情况下只需要2-3天即可，若需要重新备料，也能在约两周内完成。后面批量生产之后，就能滚动持续性的供货了。

兆启：我们基本上会在两周内提供给客户样品。两周的时间内设计并交货，后期批量生产后就是源源不断进行，基本周期在30-45天左右。针对储能系统，我们能提供高频金属磁粉芯和高频铁氧体变压器和电感器等全方面的产品支持。

京泉华：针对储能系统，京泉华能提供全品类的变压器和电感器。储能系统中用到的如辅助型变压器、驱动变压器等会做全自动化的设计，这类型产品我们已经有很成熟的样板库，因此大概7天的时间就能提供样品，之后的供货周期大概为30-45天。

宝惠：我们的响应速度还是比较有优势，一般能在一周内就可以将产品生产出来，一些特殊设计可能就会稍微延长。我们公司的策略是所有磁性元器件开发与生产，变压器、电感器多元化发展，主要使用到的磁芯包括合金类、锰锌类、镍锌类、超微晶等主流材料，不仅能让设计起来速度更快，同时也能让我们提供更全方位的不同选型的变压器、电感器服务到客户。

创世富尔：对于储能系统中的光伏控制器、BMS和并网逆变器中所应用的变压器和电感器，我们都能提供配套的产品。至于交付，一直是我们创世富尔的一个核心竞争力。我们的研发中心设立在深圳，但制造基地基本在内陆地区，员工流动性低，使得产品稳定性和产品效率得到了一定的保障。一般来说，我们一周内就是实现从生产到供货。

结语：

从产品技术需求来看，储能企业主要从耐压性、散热性、低损耗等方面对磁芯、变压器和电感器提出了更高要求。

变压器和电感器企业大多采用耐高压的绕组线、膜包线等方式参与到变压器和电感器与储能系统的设计，提高变压器和电感器的耐压性；为了促进变压器和电感器散热，变压器和电感器企业会采用立绕式结构设计，或选择胶水、陶瓷等填充型材料的方法。

变压器和电感器作为储能系统的第二大损耗源，如何降低损耗成为许多变压器和电感器企业的重要课题。大多数企业表示，唯有磁芯技术的革新，才能从根本上降低磁芯的损耗，从而降低变压器和电感器损耗。

实际上，除了技术需求外，储能企业还尤其看重变压器和电感器企业能提供的服务及其综合实力。从变压器和电感器企业的回答中我们也能看到，不少企业通过建立样本库的方式缩短产品设计时间，并会在整机企业设计产品的过程中提出从变压器和电感器角度出发的产品解决方案。

如今储能的赛道上已熙熙攘攘，有的企业因早出发遥遥领先，有的虽起步晚仍力量满满。唯有不断提升产品技术实力与企业自身的能力，变压器和电感器企业才能在这一市场的较量中走到最后。