尊敬的各位專家、各位領導：
大家上午好!我們都知道中車是做高鐵、做重載機車的，株洲所作為中車的一級子公司，主要是做其中一些核心的裝備，就是我們說的心臟和大腦，也就是變流器和控制系統。我們定位很準確，希望推動在軌道交通領域的能源互聯網發展，同時在整個能源互聯網的發展中，以我們的電力電子器件和裝備作為一個助推器。
中國中車2015年由南車和北車合并成立，之后習總書記三次進行了視察，其中要求我們把握優勢、乘勢而為，做強、做優、做大。我們認為當前社會的大勢包括這幾方面：一個是數字化、信息化和智能化，我們理解數字化是物理世界的數據化，智能化是把數據怎么樣去物理化，這些可通過信息化的手段來把數字化和智能化聯通起來;另外一個勢是“互聯網+”，我們理解是交通裝備與互聯網的一個聯系，同時也是能源與互聯網的一個聯系。當然更大的聯系應是交通和能源，作為能量消耗的交通和能源的產生，怎么樣通過互聯網的關系構建一個更大的系統，來優化我們的能量流動與使用。當然不管是交通還是能源的發展過程中，習總書記講不能缺芯少魂，我們認為電力電子設備是基于能量變化和能量處理的芯。
電力電子器件是電能傳輸、電力變化與品質控制的基礎器件，是促進傳統產業升級、新產業發展的關鍵要素，同時也是交通和能源革命的一個重要基石。一代材料決定了一代器件，一代器件決定了一代裝備，一代裝備也決定了一代的應用。
今天的報告分五部分，第一是結合軌道交通的現狀談一下能源互聯網的特點和要求，第二是中車在電力電子器件和裝備的創新成果，第三是發展面臨的一些挑戰，第四是發展方向的展望，第五是建議。
軌道交通能源互聯網整個的架構底層是基礎設施網絡，包括車輛、牽引供電、儲能和能源供應所構建的一個網絡;中間層是信息通訊平臺，實現能量流、信息流的交互，來實現整個的運營調度和監控;頂層則是利用大數據、云平臺來實現各個環節、效應和效益的最大化。這是它的一個典型的能源互聯網體系，包括從傳統的發電、電網以及新能源發電、儲能裝置，以及自動能量回饋裝置等等。
這是軌道交通能源互聯網基本的技術關聯圖，從理論的基礎研究，包括系統理論、信息科學、材料和工藝等等，去支撐能源互聯網的一些關鍵使能技術，包括電力電子技術、器件、微電網和智能傳感等等這些技術，再來推動整個軌道交通系統的牽引變電所、車輛、網和通信之間的發展。
下面是軌道交通能源互聯網的一些特點，在大鐵路交通方面有一個因單相負載導致的三相不平衡問題;另外軌道交通是單相的27.5kV，電分相的時候會有一個速度的損失和能量的損失，同時牽引負荷的波動比較頻繁、沖擊性比較大，某種意義上會影響鐵路自身運營的安全性。在城市軌道交通或者有軌交通方面，更多的是單相的交/直供電，也會導致制動能量不能夠再利用，同時直流電壓不可控，波動范圍比較廣，這是它的一些負面特點。
因此，提出了軌道交通能源互聯網對電力電子器件和裝備的要求，應該是安全性、可靠性的要求比較高;同時要求整個裝備的電壓等級高、電流大、功率密度比較大;對于器件來說，因為承載電流大，為降低損耗，所以要求總體的導通壓降比較小;同時因為負荷的特點，導致整個的浪涌電流大和系統的復雜性，要求抗系統短路能力也比較高。
第二部分是中車株洲所在電力電子器件與裝備方面的一些成果，希望對大家未來能源互聯網的應用有一個簡單的介紹性印象。功率半導體的發展是伴隨著株洲所的成立與發展，我們從1964年就開始了功率半導體的技術研究，2003年開始啟動IGCT技術的研究，2008年我們通過并購英國的DYNEX公司進入IGBT領域，2009年建成6英寸的雙級器件生產線、國內首條高壓IGBT模塊封裝線，2011年開展了基于新一代材料SiC技術的研究。目前IGBT已應用于軌道交通、輸配電領域，同時進入了汽車領域。投資15億元建成的8英寸IGBT芯片生產線是亞洲第一條、世界第二條。投入35億元的汽車芯片生產線也已經在立項階段。
目前整個功率半導體業務領域覆蓋了IGBT、IGCT、SiC以及功率組件，形成了“芯片—模塊—功率單元—整機”的完整產業鏈，同時我們在株洲以及英國林肯的海外研發中心之間實現了有效的協同。另外我們取得了幾個創新平臺，新型半導體器件有一個國家重點實驗室，也有國家能源局的大功率電力電子器件的研發中心，也是中國IGBT技術創新與產業聯盟的理事長單位，以及歐洲電力電子協會的副主席單位。員工隊伍方面，專業從事功率半導體產業的員工有1200多名。
關于目前中車功率半導體產業的概況：一是關于IGBT，除了傳統的焊接式IGBT之外，我們還擁有壓接式IGBT;同時在SiC器件領域，除了SiC二級管、MOSFET，SiC的模塊也獲得了示范應用;雙極器件方面，我們擁有IGCT以及大功率的用于高壓直流輸電的晶閘管，功率組件方面擁有乘用車的集成式功率組件以及特種電源用功率組件。
下面是關于中車在電力電子器件方面的創新成果：
1)首先在雙極器件技術領域，雙級平板型器件方面擁有世界最高電壓8500V、最大電流6500A的特高壓直流輸電用晶閘管，在自關斷器件方面是國內唯一一家掌握IGCT全套技術的廠家，在功率組件方面擁有5英寸、6英寸晶閘管組件，已通過HVDC、中壓傳動變頻器、機車動車變流器等高端領域的應用驗證。
2)在IGBT的芯片技術領域，目前已經掌握第四代和第五代高性能溝槽柵核心芯片技術，正在開發的是第六代精細溝槽技術，適用于不同領域的應用。
3)在SiC器件技術方面，目前建成了國內首條具備完整制造能力的SiC芯片生產線，同時與中科院微電子所開發的肖特基二級管技術也達到了國內領先水平，另外SiC模塊也在地鐵運營、光伏以及電動汽車上獲得了應用。
4)在封裝技術方面，一個是單面焊接技術，目前應用于1700V到6500V的高壓模塊以及600V-1700V的中壓模塊，采用壓接式技術的4500V/3000A模塊也通過了國網“張-北工程”的專家鑒定;同時我們采用了直接水冷技術從而具有更低的熱阻，采用超聲焊接技術的模塊可靠性更高;目前正在開發雙面焊接技術，通過直接的端子鍵合，在散熱等方面有更多的優勢。
再介紹中車在能源互聯網裝備方面的創新成果：
1)鐵路的電分相裝備研制是鐵總的重大課題，以解決電分相帶來的掉電損失和機車故障;目前通過智能的電分相，可以使機車的失電時間從秒級轉化為小于15毫秒，同相位的情況下則在1.5毫米左右，這樣就基本沒有牽引力和速度的損失，提升了運營的效率;目前在神朔鐵路已經獲得了應用，在最大坡度12‰的條件下解決了速度損失大和坡停的問題，總體提升了6%的線路運能。
2)其次是鐵路平衡供電裝備，通過2個供電臂的能量融通，以實現供電后相對平衡并提升供電系統的整體利用率，實現對無功功率補償、電壓穩定控制和諧波治理。
3)同時在推廣同向供電和分區的“電子開關”過分相，以實現整條線路虛擬貫通同相供電，提高“車-網”匹配性和運營效益。
第三部分是電力電子器件和裝備面臨的挑戰：在器件方面，實際上是功率、頻率和效率三方面怎么樣去平衡，同時目前硅基器件技術已經成熟，但已經接近硅材料的極限，更高功率容量、更高工作溫度和更高的功率密度是未來電力電子器件的新型挑戰;在裝備方面，也是面臨大功率與高集成度、高功率密度，以及低損耗和耐高溫的挑戰。
第四部分是發展方向展望：
1)在器件方面，怎么樣平衡和優化導通、開關損耗以及安全的工作區，怎么樣不斷降低損耗并不斷提升安全工作區是現在面臨的挑戰。首先是更高的功率密度，包括了深亞微米的工藝、超結的IGBT和單片的集成;另外在新型的封裝技術方面，銅金屬化技術會逐漸取代鋁金屬化技術，同時采用壓接的封裝結構以及低溫的銀燒結技術;材料方面，基于寬禁帶半導體材料，特別是基于SiC的IGBT是未來的重點發展方向。
2)在裝備方面，更多的是電力電子的變壓器取代傳統的變壓器，以及能量路由器、能量彈簧、制動能量回收、大功率無線充電、中壓直流斷路器等關鍵裝備的研制。這些設備在我們軌道交通都獲得了應用，未來在其他的能源互聯網，我們也期待獲得更多的應用。
3)關于新型的供電系統，結合軌道交通的牽引負荷特點，怎么樣把鐵路沿線的風、光、火電廠和儲能裝置有效地協調利用起來，以實現一種新型供電方式，包括同向供電、能量融通裝置以及自動過分相等，從而解決能源的提供、消耗和我們牽引性能的耦合，可能是我們要重點探討的。在其他方面，關于直流微網和變電所的智能住宅也是下一步要抓緊研究的，特別是鐵路沿線有很多的地方沒有民用的供電，或者說成本會比較高，該領域也可能是我們未來的研究重點。
第五部分談三點建議：第一是從國家層面或者是從行業層面用示范項目做支持，怎么樣聯合電網、鐵總和地方政府共同建設鐵路和城軌交通的能源互聯網;第二是技術層面要突破鐵路和電網信息的融合、系統層面的保護機制，關鍵在電能變換裝置的研發;在機制層面是更多地促進技術的標準建設和標準引導，同時怎么樣構建多方收益共享的機制，并提供政策支持。總之，中車株洲所愿意在軌道交通的能源互聯網方面與大家一起構建生態圈，及時推進相關項目;同時關于電力電子器件與裝置方面，我們愿意從各種層面提供有效支撐，助推我們能源互聯網的發展。
(本文根據發言嘉賓演講速記整理，未經本人審核)
