在全球能源轉(zhuǎn)型背景下，儲(chǔ)能系統(tǒng)正迎來(lái)智能化、高效化、綠色化的革新。為了助力工程師更好掌握設(shè)計(jì)要點(diǎn)，德州儀器圍繞儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)核心考量、應(yīng)用場(chǎng)景和技術(shù)探索開展一場(chǎng)技術(shù)研討會(huì)，深入解讀和分享TI 的創(chuàng)新方案與技術(shù)亮點(diǎn)。

技術(shù)亮點(diǎn)

儲(chǔ)能 BMS 架構(gòu)及 TI 系統(tǒng)解決方案

高壓電池儲(chǔ)能系統(tǒng)

因應(yīng)高壓儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)提高電池?cái)?shù)據(jù)準(zhǔn)確性、實(shí)現(xiàn) 1500V 高壓系統(tǒng)隔離和更可靠的電池?zé)峁芾砗蛪勖A(yù)測(cè)的需求，并滿足相應(yīng)的功能安全要求和 EMC 標(biāo)準(zhǔn)， TI 推出了一系列適用于高壓儲(chǔ)能 BMS 的參考設(shè)計(jì)，覆蓋BMU、BCU 和 HMU，構(gòu)成高壓 1500V 電池簇電池管理一站式系統(tǒng)方案：

面向儲(chǔ)能系統(tǒng)的高達(dá) 1500V 可堆疊電池管理單元參考設(shè)計(jì)（TIDA-010279）

這是一種全面的電芯溫度傳感和高電芯電壓精度鋰離子 (Li-ion)、磷酸鐵鋰 (LiFePO4) 電池包 (52 芯)。該設(shè)計(jì)可監(jiān)控每個(gè)電芯的電壓和電芯溫度，并保護(hù)電池包以確保安全使用。該設(shè)計(jì)支持菊花鏈和控制器局域網(wǎng) (CAN) 接口，用于高達(dá) 1500V 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的可堆疊通信。得益于這些特性，該參考設(shè)計(jì)適用于高容量電池包應(yīng)用。

面向儲(chǔ)能系統(tǒng)的可堆疊電池管理單元參考設(shè)計(jì)（TIDA-010271）

這是一種全面的電芯溫度檢測(cè)和高電芯電壓精度鋰離子 (Li-ion)、磷酸鐵鋰 (LiFePO4) 電池包（32 芯）。該設(shè)計(jì)可監(jiān)控每個(gè)電芯的電壓和電芯溫度，并保護(hù)電池包以確保安全使用；使用板載和非板載菊花鏈通信接口，以實(shí)現(xiàn)具有成本效益的堆疊式總線連接。

適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池控制單元參考設(shè)計(jì)（TIDA-010253）

該設(shè)計(jì)適用于高容量電池架應(yīng)用的中央控制器，提供高壓繼電器驅(qū)動(dòng)電路、通信接口（包括 RS-485、控制器局域網(wǎng) (CAN)、菊花鏈和以太網(wǎng)）、濕度傳感器的可擴(kuò)展接口、高壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 和電流傳感器。

適用于儲(chǔ)能系統(tǒng)的電池控制單元參考設(shè)計(jì)（TIDA-010272）

該設(shè)計(jì)可以監(jiān)測(cè)四個(gè)高壓總線輸入、一個(gè)分流電流與溫度，以及電池的一個(gè)絕緣阻抗，從而確保電池架的安全運(yùn)行。該設(shè)計(jì)提供板載串行外設(shè)接口 (SPI) 和非板載菊花鏈通信接口，使堆疊連接更加經(jīng)濟(jì)高效，并且具備加強(qiáng)的絕緣保護(hù)。得益于這些特性，該參考設(shè)計(jì)適用于高容量電池架應(yīng)用。

低壓電池儲(chǔ)能系統(tǒng)

戶用儲(chǔ)能（RESS）系統(tǒng)一般為 48V 或 800V 以下，采用的是低壓電池包的并聯(lián)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，通常使用背靠背低壓和較低成本 MOS 作為充放電的開關(guān)，因此就需要可靠和穩(wěn)定的器件控制MOS的開通和關(guān)斷。低成本和輕量化逐漸成為低壓電池儲(chǔ)能設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮的難點(diǎn)。為此，TI 推出了一款兼具性能和成本優(yōu)化型的系統(tǒng)方案：

面向 48V 至 1500V 儲(chǔ)能系統(tǒng)的高精度電池管理單元參考設(shè)計(jì)（TIDA-010247）

采用 80MHz ArmCortex-M0+ 核的 MCU——MSPM0G3519，具有512KB 雙組閃存和 128KB SRAM，外設(shè)支持 2 路 CAN-FD 和各 3 路的 I2C 和 SPI。大內(nèi)存和豐富的外設(shè)使其適用于低壓 BMS 的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主控 MCU。

采用堆疊式 BQ769x2 電池監(jiān)測(cè)器系列的高側(cè) N 溝道 MOSFET 控制（多達(dá) 32 節(jié)串聯(lián)）電池管理單元 (BMU)，設(shè)計(jì)了安全可靠的充放電 MOSFET 的驅(qū)動(dòng)電路，可以驅(qū)動(dòng)多達(dá) 8 對(duì)的 MOSFET，從而支持更大的充放電電流，大于 100A 的恒定電流。

技術(shù)亮點(diǎn)

前沿技術(shù)探索

電池包間均衡方案

主要用于串聯(lián) BMS 架構(gòu)，在這種架構(gòu)下如果存在新舊電池包混用或者出廠容差較大的情況，隨著使用時(shí)間的推移電池包間的健康度差異則會(huì)變大，也會(huì)限制整個(gè)系統(tǒng)的容量。與現(xiàn)有的后期人工維護(hù)方式對(duì)比，TI 的電池包主動(dòng)均衡架構(gòu)能夠：

利用 24V 輔源 BUS 作為能量中轉(zhuǎn)站，無(wú)需改變系統(tǒng)架構(gòu)

雙向 DC/DC 主動(dòng)均衡模塊可實(shí)現(xiàn)任意 Pack-to-Pack 能量傳輸

自動(dòng)均衡，無(wú)需人工維護(hù)

TI 無(wú)線電池管理系統(tǒng)方案

簡(jiǎn)化電池包結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減小體積

生產(chǎn)、安裝與維護(hù)靈活、簡(jiǎn)單

消除通信線纜與連接器，減低失效率，延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命

無(wú)線通信，無(wú)需電器隔離，簡(jiǎn)化隔離設(shè)計(jì)

兩級(jí)式架構(gòu)，有節(jié)省 BCU 的可能