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首先我们先讲一讲什么是储能变流器（PCS）。储能变流器(Power Conversion System，简称PCS)，在电化学储能系统中，是连接于电池系统与电网(和/或负荷)之间实现电能双向转换的装置，可控制蓄电池的充电和放电过程，进行交直流的变换，在无电网情况下可以直接为交流负荷供电。PCS由DC/AC 双向变流器、控制单元等构成。PCS控制器通过通讯接收后台控制指令，根据功率指令的符号及大小控制变流器对电池进行充电或放电，实现对电网有功功率及无功功率的调节。同时PCS可通过CAN接口与BMS通讯、干接点传输等方式，获取电池组状态信息，可实现对电池的保护性充放电，确保电池运行安全。在工商业储能系统中，PCS的拓扑设计直接影响效率、成本和体积。传统方案多采用IGBT器件，但受限于高频损耗和散热需求，难以兼顾性能与成本。而碳化硅MOS凭借其高频、耐高温特性，可适配更简化的拓扑结构，带来系统级优化。如下图所示：碳化硅MOS的介入，使得开关损耗降低，碳化硅 MOSFET 的开关速度是传统 IGBT 的数十倍，开关损耗（Eon/Eoff）降低约 70%-80%。例如在 125kW 储能系统中，采用碳化硅 MOS 的 PCS 总损耗下降，而 IGBT 方案损耗更高，导致效率下降。这是因为 SiC MOS 是单极型器件，原理上不产生尾电流，而 IGBT 作为双极型器件，关断时会产生尾电流，从而造成极大的开关损耗。碳化硅MOS的高温特性好，SiC 的结温可达 175℃，高温下导通损耗增幅小，且开关损耗呈现负温度特性（随温度升高而下降），抵消了导通损耗的增加，使得系统在高温、满载时仍保持高效。而 IGBT 在高温下性能显著劣化，影响系统稳定性。碳化硅MOS内置肖特基二极管（SBD），反向恢复电荷（Qrr）几乎为零，减少逆变 / 整流过程中的能量损失和电磁干扰（EMI）风险。以上几种特点，都使得有碳化硅MOS导入的PCS，其效率比普通IGBT的PCS效率提升了1%~3%，效率可以达到98%以上。我们知道SiC 拥有超高的开关频率，这使得PCS系统减少电感、电容等无源器件的体积，从而提升了功率密度。并且尽管 SiC 模块单价较高，但其带来的系统级优化，如减少无源器件、散热系统简化等，可使储能系统初始成本降低 5% 以上。另外SiC 器件寿命长，抗功率循环能力优异，如通过 1000 次温度冲击测试，可靠性远高于 IGBT，这也使得其维护成本更低。碳化硅MOS通过高频高效、高温稳定和系统简化三大核心优势，正在重塑储能变流器的技术格局。从半桥两电平到未来沟槽型结构，其适配的拓扑设计不断突破效率与成本瓶颈。随着国产供应链的成熟和技术迭代，碳化硅MOS将成为工商业储能“降本增效”的核心引擎，推动行业从“成本中心”向“利润中心”转型。
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