4月7日至9日,第十一屆儲能國際峰會在北京舉行,德州儀器現場應用技術經理周敏捷先生應邀出席,以“護航可再生能源 - TI BMS在儲能系統中的優勢”為主題發表了演講。
在演講中,周敏捷先生首先提到了目前儲能行業需求的井噴式發展。電化學儲能,特別是鋰電為主的儲能系統裝機容量快速上升,整個電池的堆疊電壓也達到了800V ~ 1200V,對電池的管理與監測提出了更高的要求。電池儲能系統需要實現精準的電流電壓監測、更高精度的電池容量監測和更準確的電池狀態監測。
下一代高壓儲能系統架構
電芯管理單元(Cell Management Unit, CMU)是電池儲能系統的核心管理單元,它負責電池包內電芯級別的溫度、電流、電壓等信號的數據監控,實現均衡控制,確保每個電芯均不處于欠壓或過壓的狀態。在傳統架構中,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匯總串聯電池組中所有電芯的各項狀態信息,實現荷電狀態(SOC)估算、電池健康狀態(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CMU中的數據監測,使得系統設計更加簡化。同時,還可以通過可靠而強大的菊花鏈通訊系統替換CAN總線,實現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的高壓儲能系統架構還利用DC/DC將不同電池簇的電壓調整到了同一電壓,可以直接并聯擴容。
TI BMS產品技術優勢
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產品系列,能幫助客戶解決儲能系統中最關鍵的問題。具體來說,TI BMS產品具有以下技術優勢:
電壓精度高:現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,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;芯片內部還內置了獨立的硬件比較器等備份冗余方案,進一步監控電池的過充或過放等異常行為;在熱保護上,TI設計了內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采樣實現電壓采樣診斷,并內置均衡FET診斷,進一步提升工業系統應用中的可靠性。
功能安全:電芯電壓、溫度采樣和通訊均滿足ASIL-D要求。
審核編輯:湯梓紅
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原文標題:活動回顧 | 德州儀器亮相儲能國際峰會,探討儲能系統設計前沿技術
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