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在全球能源转型与可持续发展浪潮的推动下,储能系统作为可再生能源大规模应用与并网的关键技术,正迎来前所未有的发展机遇。实现更高效、可靠和安全的储能系统设计,对于高效利用能源至关重要。
近期,我们为大家带来了一场 TI 助力打造更高安全性、高可靠性高效的储能系统在线研讨会。在研讨会直播中,德州仪器 (TI) 系统经理 Ryan 深入探讨了 TI 如何以先进技术和系统解决方案,赋能各类储能应用场景,满足多样化的系统设计需求。
储能系统 (ESS) 的设计需精准对接不同应用场景下的特定需求与安全标准,电池管理正是高效储能的重要一环。主要适用于电网、工商业场景的高压电池管理系统 (BMS) 对电芯容量、隔离距离、通信性能有更多的考量;而主要适用于家用的低压 BMS 注重轻量化、电池包 PACK 级别均衡优化等。其中,电池数据的高准确性亦是高压和低压储能系统设计发展的重要方向。
TI 适用于 1500V 高压电池储能 (BESS) 的可堆叠电池管理系统方案为安全、可靠的储能系统保驾护航。
适用于 BESS 的可堆叠电池管理系统(BMU)参考设计 (TIDA-010271) 通过TI的电池管理芯片 BQ79616 实现超高精度的电压采样,并通过可靠的通信把电池数据输送给系统端进行更复杂的系统设计。
适用于 BESS 的 1500V 高压监测单元(HMU)参考设计实现了±0.1% 超高精度的电流采样,为实现更精准的保护和容量计算提供保障。
适用于 BESS 的电池控制单元(BCU)参考设计 (TIDA-010253) 采用 TI 桥接芯片 BQ79600-Q1、安全 MCU 以及多种诊断等系统手段,进行安全管理、均衡管理、容量计算,保证系统运行安全。
TI 具有堆叠电池监测器的高侧 N-MOSFET 控制(高达 32 节串联)电池包的参考设计,搭载 MSPM0G0 + BQ76972 软硬件系统,实现了电池电压、电流和温度信息的高精度检测,提高电池热管理可靠性,适用于家庭储能系统及对成本和安全性要求较高的工商业和电网储能系统。
TI ESS-BMS 产品系列三款主打高性能芯片BQ79616-Q1、BQ79718-Q1、BQ76972,在电压精度、均衡电流、传感器通道和通信接口等方面各有特色,为不同需求的储能系统提供了灵活的选择。
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精选技术问答
在直播中,我们收到了大家的热情提问。我们精选了几个技术问题,与大家一起分享和回顾。
Q1
储能系统的 BMS 架构需求有哪些差异,特点和挑战是什么?
相较于汽车,储能系统电压范围更广,从48V-1500V,需要考虑高电压平台的安规要求;电芯容量更大,需要更大的均衡电流;户储的应用场景需要考虑电池包均衡。
Q2
TI 高压电池储能 (BESS) 堆叠设计系统方案如何实现高达1500V 的堆叠设计,如何考量其安全性?
安规设计满足 IEC62477,UL1973,GB/T34131;使用功能安全等级 ASIL-D 的高压监控芯片 BQ79xxx 系列来检测电压、电流和绝缘阻抗,防止过压、过流、绝缘失效等安全事故。
Q3
TI 适用于BESS的电池控制单元(BCU)参考设计 (TIDA-010253) 为何选择集成隔离通信收发器和隔离供电模块,而非传统变压器?
节省空间,减少设计周期,降低成本。
Q4
TI 的低压 BMS 方案从哪些方面进行了成本优化?
AFE 采用的是 BQ769x2 系列芯片,成本相较于 BQ79xxx 系列 AFE 有很大的优化,可以通过 CAN通信进行堆叠。
采用 M0 核的 MSPM0Gxxxx 系列 MCU 作为主控,是TI最新一代的高性价比的 ARM 核 MCU。
隔离供电模块 UCC334xx 系列是高集成度、高性价比的隔离电源模块,并且具有很好的 EMI 性能。
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技术干货|电池储能系统需要克服的三大设计挑战
有助于强化电网的电池管理技术
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