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4月7日至9日,第十一届储能国际峰会在北京举行,德州仪器现场应用技术经理周敏捷先生应邀出席,以“护航可再生能源 - TI BMS在储能系统中的优势”为主题发表了演讲。
在演讲中,周敏捷先生首先提到了目前储能行业需求的井喷式发展。电化学储能,特别是锂电为主的储能系统装机容量快速上升,整个电池的堆叠电压也达到了800V ~ 1200V,对电池的管理与监测提出了更高的要求。电池储能系统需要实现精准的电流电压监测、更高精度的电池容量监测和更准确的电池状态监测。
下一代高压储能系统架构
电芯管理单元(Cell Management Unit, CMU)是电池储能系统的核心管理单元,它负责电池包内电芯级别的温度、电流、电压等信号的数据监控,实现均衡控制,确保每个电芯均不处于欠压或过压的状态。在传统架构中,CMU需要一个微控制器(MCU)控制模拟前端对电流、电压、温度等信号的采集,再通过隔离接口传给电池管理单元(Battery Management Unit, BMU)。BMU汇总串联电池组中所有电芯的各项状态信息,实现荷电状态(SOC)估算、电池健康状态(SOH)估算和热管理控制等功能。
TI的解决方案无需MCU即可实现CMU中的数据监测,使得系统设计更加简化。同时,还可以通过可靠而强大的菊花链通讯系统替换CAN总线,实现CMU之间的通信。菊花链自带隔离功能,可以进一步降低成本,提升可靠性。此外,TI的高压储能系统架构还利用DC/DC将不同电池簇的电压调整到了同一电压,可以直接并联扩容。
TI BMS产品技术优势
TI在电源管理领域拥有深厚的技术积淀,拥有提供完整的BMS产品系列,能帮助客户解决储能系统中最关键的问题。具体来说,TI BMS产品具有以下技术优势:
电压精度高:现在很多储能电池均基于磷酸铁锂电池技术,这种材料的放电曲线非常平滑。在主要工作范围内,电压的下降斜率非常低,如果电压检测精度不够,则很难精准测出当前电池的剩余电量。TI的BQ7961x系列可以在室温条件下实现2mV级别的电压采样精度以及0.3%级别的电流采样精度。
全面的保护功能:TI的解决方案中增加了Busbar的检测电路,能有效保护芯片的检测功能不被负电压破坏;芯片内部还内置了独立的硬件比较器等备份冗余方案,进一步监控电池的过充或过放等异常行为;在热保护上,TI设计了内置的温度传感器和均衡电阻的双保险,可以自动暂停和恢复均衡功能。
丰富的诊断功能:可实现快速开路检测,迅速识别电芯采样线和温度采样线的断开;同时还通过冗余的ADC采样实现电压采样诊断,并内置均衡FET诊断,进一步提升工业系统应用中的可靠性。
功能安全:电芯电压、温度采样和通讯均满足ASIL-D要求。
如需获取更多在线技术支持,请访问 TI E2E™ 中文支持论坛 (e2echina.ti.com)。
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