4月7日至9日，第十一屆儲能國際峰會在北京舉行，德州儀器現(xiàn)場應用技術經(jīng)理周敏捷先生應邀出席，以“護航可再生能源 - TI BMS在儲能系統(tǒng)中的優(yōu)勢”為主題發(fā)表了演講。
在演講中，周敏捷先生首先提到了目前儲能行業(yè)需求的井噴式發(fā)展。電化學儲能，特別是鋰電為主的儲能系統(tǒng)裝機容量快速上升，整個電池的堆疊電壓也達到了800V ~ 1200V，對電池的管理與監(jiān)測提出了更高的要求。電池儲能系統(tǒng)需要實現(xiàn)精準的電流電壓監(jiān)測、更高精度的電池容量監(jiān)測和更準確的電池狀態(tài)監(jiān)測。
下一代高壓儲能系統(tǒng)架構(gòu)
電芯管理單元(Cell Management Unit, CMU)是電池儲能系統(tǒng)的核心管理單元，它負責電池包內(nèi)電芯級別的溫度、電流、電壓等信號的數(shù)據(jù)監(jiān)控，實現(xiàn)均衡控制，確保每個電芯均不處于欠壓或過壓的狀態(tài)。在傳統(tǒng)架構(gòu)中，CMU需要一個微控制器(MCU)控制模擬前端對電流、電壓、溫度等信號的采集，再通過隔離接口傳給電池管理單元(Battery Management Unit, BMU)。BMU匯總串聯(lián)電池組中所有電芯的各項狀態(tài)信息，實現(xiàn)荷電狀態(tài)(SOC)估算、電池健康狀態(tài)(SOH)估算和熱管理控制等功能。
TI的解決方案無需MCU即可實現(xiàn)CMU中的數(shù)據(jù)監(jiān)測，使得系統(tǒng)設計更加簡化。同時，還可以通過可靠而強大的菊花鏈通訊系統(tǒng)替換CAN總線，實現(xiàn)CMU之間的通信。菊花鏈自帶隔離功能，可以進一步降低成本，提升可靠性。此外，TI的高壓儲能系統(tǒng)架構(gòu)還利用DC/DC將不同電池簇的電壓調(diào)整到了同一電壓，可以直接并聯(lián)擴容。
TI BMS產(chǎn)品技術優(yōu)勢
TI在電源管理領域擁有深厚的技術積淀，擁有提供完整的BMS產(chǎn)品系列，能幫助客戶解決儲能系統(tǒng)中最關鍵的問題。具體來說，TI BMS產(chǎn)品具有以下技術優(yōu)勢：
電壓精度高：現(xiàn)在很多儲能電池均基于磷酸鐵鋰電池技術，這種材料的放電曲線非常平滑。在主要工作范圍內(nèi)，電壓的下降斜率非常低，如果電壓檢測精度不夠，則很難精準測出當前電池的剩余電量。TI的BQ7961x系列可以在室溫條件下實現(xiàn)2mV級別的電壓采樣精度以及0.3%級別的電流采樣精度。
全面的保護功能：TI的解決方案中增加了Busbar的檢測電路，能有效保護芯片的檢測功能不被負電壓破壞;芯片內(nèi)部還內(nèi)置了獨立的硬件比較器等備份冗余方案，進一步監(jiān)控電池的過充或過放等異常行為;在熱保護上，TI設計了內(nèi)置的溫度傳感器和均衡電阻的雙保險，可以自動暫停和恢復均衡功能。
豐富的診斷功能：可實現(xiàn)快速開路檢測，迅速識別電芯采樣線和溫度采樣線的斷開;同時還通過冗余的ADC采樣實現(xiàn)電壓采樣診斷，并內(nèi)置均衡FET診斷，進一步提升工業(yè)系統(tǒng)應用中的可靠性。
功能安全：電芯電壓、溫度采樣和通訊均滿足ASIL-D要求。
（德州儀器）
