4月7日至9日，第十一屆儲(chǔ)能國(guó)際峰會(huì)在北京舉行，德州儀器現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用技術(shù)經(jīng)理周敏捷先生應(yīng)邀出席，以“護(hù)航可再生能源 - TI BMS在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)”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(chǔ)能行業(yè)需求的井噴式發(fā)展。電化學(xué)儲(chǔ)能，特別是鋰電為主的儲(chǔ)能系統(tǒng)裝機(jī)容量快速上升，整個(gè)電池的堆疊電壓也達(dá)到了800V ~ 1200V，對(duì)電池的管理與監(jiān)測(cè)提出了更高的要求。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的電流電壓監(jiān)測(cè)、更高精度的電池容量監(jiān)測(cè)和更準(zhǔn)確的電池狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

下一代高壓儲(chǔ)能系統(tǒng)架構(gòu)

電芯管理單元(Cell Management Unit, CMU)是電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心管理單元，它負(fù)責(zé)電池包內(nèi)電芯級(jí)別的溫度、電流、電壓等信號(hào)的數(shù)據(jù)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)均衡控制，確保每個(gè)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(gè)微控制器(MCU)控制模擬前端對(duì)電流、電壓、溫度等信號(hào)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(xiàng)狀態(tài)信息，實(shí)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(wú)需MCU即可實(shí)現(xiàn)CMU中的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，使得系統(tǒng)設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)化。同時(shí)，還可以通過可靠而強(qiáng)大的菊花鏈通訊系統(tǒng)替換CAN總線，實(shí)現(xiàn)CMU之間的通信。菊花鏈自帶隔離功能，可以進(jìn)一步降低成本，提升可靠性。此外，TI的高壓儲(chǔ)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(kuò)容。

TI BMS產(chǎn)品技術(shù)優(yōu)勢(shì)

TI在電源管理領(lǐng)域擁有深厚的技術(shù)積淀，擁有提供完整的BMS產(chǎn)品系列，能幫助客戶解決儲(chǔ)能系統(tǒng)中最關(guān)鍵的問題。具體來(lái)說，TI BMS產(chǎn)品具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

電壓精度高：現(xiàn)在很多儲(chǔ)能電池均基于磷酸鐵鋰電池技術(shù)，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(cè)精度不夠，則很難精準(zhǔn)測(cè)出當(dāng)前電池的剩余電量。TI的BQ7961x系列可以在室溫條件下實(shí)現(xiàn)2mV級(jí)別的電壓采樣精度以及0.3%級(jí)別的電流采樣精度。

全面的保護(hù)功能：TI的解決方案中增加了Busbar的檢測(cè)電路，能有效保護(hù)芯片的檢測(cè)功能不被負(fù)電壓破壞;芯片內(nèi)部還內(nèi)置了獨(dú)立的硬件比較器等備份冗余方案，進(jìn)一步監(jiān)控電池的過充或過放等異常行為;在熱保護(hù)上，TI設(shè)計(jì)了內(nèi)置的溫度傳感器和均衡電阻的雙保險(xiǎn)，可以自動(dòng)暫停和恢復(fù)均衡功能。

豐富的診斷功能：可實(shí)現(xiàn)快速開路檢測(cè)，迅速識(shí)別電芯采樣線和溫度采樣線的斷開;同時(shí)還通過冗余的ADC采樣實(shí)現(xiàn)電壓采樣診斷，并內(nèi)置均衡FET診斷，進(jìn)一步提升工業(yè)系統(tǒng)應(yīng)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）