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MPS高性能储能BMS解决方案

2022-12-08 10:19 作者:MPS芯源系统  | 我要投稿

俄乌冲突仍在持续升级,其背后的能源安全问题愈加严峻,而前段时间的四川限电事件也折射出能源供需平衡面临的挑战。

那么,我们该如何破解能源危机这道世界级难题呢? “储能”或许是一个关键的答案。

储能:超级“充电宝”与“稳定器”

储能是指借助特定设备来存储多余的能量,等需要时再释放这些能量。整个过程类似于用收集到的能量给一只巨大的“充电宝”充电,必要时再使用这只“充电宝”进行供电。

由于风电、光伏等新能源发电极易受到天气的影响,所以供电时会出现电量不稳定的问题,而储能可以充当“稳定器”的角色,保障电力系统的持续运行。

图1 储能

如今储能已成为必不可少的支撑技术,被广泛应用于各类场景,例如发电侧的发电站、发电车,输配电侧的输电站、输电车、配电站,以及用电侧的工业级储能、企业级储能、家用储能等。

图2 家用储能示意图

BMS:储能系统中的“安全战士”

储能的各类应用都离不开电池管理系统(BMS)的保驾护航。BMS能够实时监控电池状态、智能管理电池,这对于储能系统来说至关重要。然而,当前储能BMS的发展之路仍布满荆棘,面临着精准测量、电池安全、算法开发等重重挑战。

荆棘一:监测之困

电池监测精度是提高储能系统性能的关键,但这也对储能BMS提出了非常高的要求,因为BMS必须实时监控单个电池电芯,提供极高精度的电压、电流和温度数据,才能对系统状态作出准确评估,以便采取正确的电池管理措施。

图3 锂电池容量示意图

荆棘二:惹火之患

储能电池起火、爆炸事故层出不穷,使得电池安全成为广受关注的话题。今年3月,德国南部某公寓楼地下室发生火灾,因电池储能系统出现技术缺陷而爆炸,其冲击波甚至掀翻了整个屋顶结构。所以,如何强化BMS的电池保护功能,提高储能电池的安全性,减少类似事故的发生是亟需深入思考的问题。

图4 家用储能电池起火示意图

荆棘三:算法之壁

BMS作为储能系统的“大脑”,其电量计的算法开发极具挑战性。工程师团队不仅需要具备电化学、物理、电气和电子工程、固件开发和数据科学等多个方面的知识和技术,还需要拥有十分丰富的实践经验,才能够设计出近乎完美的BMS,而这也大大增加了储能BMS算法的自主研发难度。

储能BMS披荆斩棘的“通关秘技”

MPS目前推出的BMS高性能解决方案可覆盖各类高低压储能场景,如家用储能、数据中心、通讯基站以及大型储能等。其中,MPS 模拟前端产品MP2797和电量计MPF4279x系列产品具有三大“秘技”,可以助力储能BMS一路“披荆斩棘”。

图5 MP2797

秘技一:精准之剑

MP2797集成了两个独立的模数变换器(ADC),可以分别对电池电压(V)、充/放电电流(I)以及芯片温度(T)进行高精度监测。同时,MP2797的每个电芯(Cell)都具有电压电流(VI)同步功能,搭配MPS电压电流混合算法的电量计芯片MPF4279x使用,能协助客户抓取电池特征数据,并基于此建立精准的电池模型,从而准确地预估储能电池的剩余电量(SOC)和健康状态(SOH)。

这种精确预测有助于后续的电池智能管理,进而有效提高储能电池的利用率。例如在停电、限电时为企业提供更多备用电源,降低生产经营风险,或是帮助企业利用昼夜峰谷价差减少更多用电成本,提高经济效益。

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https://www.monolithicpower.cn/202212_3

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