كيف ستعيد ترقية منصة الجهد تشكيل مشهد سوق مرحلات الجهد العالي DC؟

تشهد صناعة إلكترونيات الطاقة العالمية تحولًا تحويليًا مدفوعًا بثلاثة اتجاهات أساسية: الاعتماد الواسع النطاق لتقنية الشحن السريع عالي الجهد 800 فولت في السيارات الكهربائية، والنشر على نطاق واسع لأنظمة تخزين الطاقة الكهروكيميائية، والتطور السريع لنماذج تبديل البطاريات. بحلول عام 2025، سيرتفع معدل انتشار السيارات الكهربائية عالميًا إلى 40.8%، مع أن تصبح منصات 800 فولت قياسية في الطرازات المتوسطة إلى المتطورة، والتي تتطلب أوقات شحن أقل من 15 دقيقة. تتطلب محطات تبديل البطاريات التشغيلية واسعة النطاق مرحلات قادرة على تحمل التبديل عالي التردد والتيار العالي - يمكن للمحطات المحورية المزدحمة إجراء ما يصل إلى 500 دورة تبديل يومية. وهذه الاتجاهات ليست معزولة؛ بشكل جماعي، يقومون بإعادة تشكيل معايير الأداء للمرحلات، ويدفعون باستمرار الحدود التقنية لتحمل الجهد، وسرعة التبديل، والتصغير.

متطلبات الأداء التي يحركها الاتجاه: تجاوز المواصفات التقليدية

أدى الاعتماد السائد لأنظمة الجهد العالي 800 فولت إلى رفع متطلبات تحمل الجهد للمرحلات بشكل مباشر. لم تعد المرحلات التقليدية ذات الجهد 400 فولت تلبي هذه المتطلبات؛ تتطلب مجموعات نقل الحركة في السيارات الكهربائية الحديثة ومعدات الشحن السريع مكونات قادرة على تحمل 1000 فولت من التيار المستمر والجهد العالي، مع هامش أمان بنسبة 20% لمنع حدوث انحناء كهربائي وانهيار العزل. بالنسبة لأنظمة تخزين الطاقة التي يتم تكوينها غالبًا بمئات وحدات البطاريات في ترتيبات متسلسلة ومتوازية، يجب أن تتحمل المرحلات ارتفاعات الجهد التي تصل إلى 1500 فولت مع الحفاظ على أداء مستقر على مدى 100000 دورة.

أصبحت سرعة التبديل معلمة حاسمة للسلامة والكفاءة. في سيناريوهات الشحن السريع بقدرة 800 فولت، يجب أن تكمل المرحلات فصل الاتصال خلال 10 مللي ثانية لمنع الانحناء المدمر أثناء انقطاع التيار العالي - وهي سرعة أسرع ثلاث مرات من مرحلات السيارات التقليدية. تتطلب أنظمة تبديل البطاريات عزلًا فوريًا للدائرة أثناء استبدال الوحدة، والاعتماد على المرحلات ذات أوقات الاستجابة أقل من 5 ميلي ثانية للتخلص من المخاطر. ويكون هذا الطلب أكثر صرامة في محولات تخزين الطاقة، التي تتطلب تحكمًا دقيقًا - حيث يمكن أن يؤدي تأخير التبديل إلى فقدان الطاقة بما يتجاوز 3%.

رؤية السوق: مرحلات الحالة الصلبة مقابل المرحلات الكهروميكانيكية - التعايش والتكامل

يشهد سوق المرحلات تفاعلاً ديناميكيًا بين مرحلات الحالة الصلبة (SSR) والمرحلات الكهروميكانيكية التقليدية. وبدلا من استبدال بعضها البعض، فإنها تشكل نظاما بيئيا متكاملا. مدفوعًا بمتطلبات التطبيقات ذات الجهد العالي، من المتوقع أن يصل سوق SSR العالمي إلى 4.3 مليار دولار بحلول عام 2030، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 12.6%.

ومع ذلك، تحتفظ المرحلات الكهرومغناطيسية بميزة تنافسية في تطبيقات الجهد المنخفض الحساسة للتكلفة. التكنولوجيا الناضجة، ونقطة السعر المنخفضة، والموثوقية في بيئات درجات الحرارة القصوى (-40 درجة مئوية إلى 125 درجة مئوية) تجعلها مكونات لا غنى عنها في السيارات الكهربائية ذات المستوى المبتدئ، والأجهزة المنزلية، وأنظمة التحكم الصناعية. ومن الجدير بالذكر أن المعايير الدولية مثل GB/T 21711 تستمر في التطور لاستيعاب كلتا التقنيتين، مما يضمن قابلية التشغيل البيني والسلامة عبر سيناريوهات التطبيقات المتنوعة.

بشكل عام، تعمل التطورات التكنولوجية في الصناعة باستمرار على فتح آفاق جديدة حول ثلاثة مجالات أساسية: القدرة على تحمل الجهد العالي، والتحويل السريع، والسلامة والموثوقية. تهدف هذه الابتكارات إلى تلبية المتطلبات المعقدة لسيناريوهات التطبيقات الناشئة.