儲能領(lǐng)域蘊藏節能機會(huì ) ADI積極推動(dòng)節能減排

ADI 公司的檢測、信號轉換和信號處理技術(shù)為全球的能源基礎設施提供支持。從發(fā)電端的發(fā)電機電流電壓監測/ 風(fēng)機振動(dòng)監測、輸電環(huán)節的導線(xiàn)舞動(dòng)監測/ 導線(xiàn)覆冰監測/ 地質(zhì)災害監測、變電環(huán)節的變壓器振動(dòng)監測到配電環(huán)節故障指示以及用電環(huán)節的電力計量，從微電網(wǎng)和公用事業(yè)到數據中心和工廠(chǎng)，再到最大限度提高可再生能源利用率及支持電動(dòng)汽車(chē)充電樁的大規模部署，ADI的高性能半導體解決方案可幫助合作伙伴設計智能、靈活、高效的電力與能源系統。

ADI中國汽車(chē)技術(shù)市場(chǎng) 高級經(jīng)理 王星煒

1   儲能系統BMS

在應用方面，近年來(lái)隨著(zhù)低碳經(jīng)濟的趨勢以及新能源建設的加速，智能電網(wǎng)中的儲能系統（ESS）是一個(gè)與風(fēng)能、光伏發(fā)電同步倍增發(fā)展的行業(yè)，相當于電能領(lǐng)域的油罐或煤炭倉庫，通過(guò)捕獲并儲存可再生能源來(lái)保持現代電網(wǎng)穩定。在實(shí)施儲能電池管理系統（BMS）時(shí)存在許多挑戰，①許多重要電池電芯參數的測量需要高精度和可信度。②大型存儲陣列的工作環(huán)境也帶來(lái)了其他重大挑戰，盡管存在高電壓/ 電流逆變器和隨之產(chǎn)生的電流峰值，BMS 仍然必須在噪聲很大的高溫電氣環(huán)境中提供精確、一致的數據和系統溫度測量，同時(shí)不斷進(jìn)行狀態(tài)評估，這對于充電、監控和放電至關(guān)重要，以便能夠持續采取必要的措施。

ADI 針對儲能市場(chǎng)推出的18 通道3 mV 精度BMS電池管理芯片ADBMS1818（如圖1）非常適合電網(wǎng)儲能應用。3 mV 測量精度使得整個(gè)儲能系統可以更加精確地測量電池狀態(tài)，更好地進(jìn)行充放電管理或預測性維護。

圖1 ADI電池管理芯片ADBMS1818

ADBMS1818 可測量多達18 個(gè)串聯(lián)連接的電池單元，總測量誤差小于3 mV，具有0~5 V 的電池測量范圍，適合大多數電池化學(xué)應用，尤其是鋰離子電池，可在290 μs 內測量所有18 個(gè)電池單元，并選擇較低的數據采集速率以便降噪。與第四代多節電池的電池組監視器LTC6811 相比，ADBMS1818 有3 個(gè)同步運行的ADC，每個(gè)轉換周期可以測量3 個(gè)電池單元，除了3 個(gè)ADC 數字濾波器外，還有冗余的第4 個(gè)濾波器用于檢查所有數字濾波器是否有故障。ADBMS1818 內部放電MOSFET 可以支持200 mA 平衡電流（若芯片溫度超過(guò)85 ℃，則為80 mA），平衡電流能力獨立于電池電壓。ADI 的BMS 系列芯片可以支持isoSPI? 接口，進(jìn)行不受RF 干擾的遠距離高速通信。由于有了這樣isoSPI 通信方式，可以很容易地將不同電池包用一種通信協(xié)議連接起來(lái)，以達到可靠的堆疊式連接連接方式。

這種連接方式可以大大簡(jiǎn)化整個(gè)BMS 系統的設計，因為BMS 系統都是由若干個(gè)小電池包組成的，每個(gè)電池包設計只用一顆BMS 芯片，然后用isoSPI 將每個(gè)電池包串聯(lián)連接起來(lái)。這樣堆疊之后，一個(gè)大的儲能管理系統或電池架只需要一顆主機處理器就可以完成，大大簡(jiǎn)化了系統設計。另外，這里的菊花鏈還可雙向操作，即使通信路徑出錯，也能確保通信完整性。

2   針對電動(dòng)汽車(chē)及充電設施BMS

針對電動(dòng)汽車(chē)的BMS 應用，近日ADI 推出了擴展的電池管理系統產(chǎn)品系列，能夠滿(mǎn)足ASIL-D 功能安全等級并提供全新的創(chuàng )新低功耗特性，可實(shí)現持續電池監測。該系列新器件進(jìn)一步增強了ADI BMS 平臺的差異化優(yōu)勢，提供目前業(yè)界經(jīng)過(guò)驗證的超高精度，并支持所有主要電池化學(xué)成分——包括無(wú)鈷LFP（磷酸鐵鋰）——可用于面向大眾市場(chǎng)的電動(dòng)汽車(chē)和電池組回收再利用儲能系統。

此外，在電動(dòng)汽車(chē)充電基礎設施建設方面，隨著(zhù)新能源汽車(chē)充電功率的逐年增加，通過(guò)光伏或風(fēng)能等可再生能源產(chǎn)生的電能在與電網(wǎng)交互時(shí)，必須采用相應的高壓高功率變換系統，而ADI 的高壓隔離驅動(dòng)芯片能夠很好滿(mǎn)足上述要求，使儲能系統既能夠應對快速充電在短時(shí)間內對電網(wǎng)功率和能量的挑戰，又可以與電網(wǎng)削峰填谷交互，從而確保將電網(wǎng)的沖擊降到安全級別。

3   節能減排、低碳發(fā)展足跡的實(shí)踐和藍圖

ADI 通過(guò)運用在測量、解讀、連接方面的先進(jìn)技術(shù)來(lái)感知、采集和傳送數據，在數字化浪潮中搭建起連接數字世界和物理世界的橋梁。如何利用公司在連接模擬和數字世界方面的專(zhuān)業(yè)知識減緩氣候帶來(lái)的影響，構建一個(gè)更具可持續性的未來(lái)，始終是ADI 踐行節能減排、低碳發(fā)展的核心重點(diǎn)。ADI 擁有全面的高性能半導體技術(shù)組合，既有為電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力的電池管理解決方案，也有以更高效率實(shí)現工業(yè)自動(dòng)化的精密檢測技術(shù)，還有提升數據中心能源效率的電源保護和轉換解決方案，每年在研發(fā)方面的投入超過(guò)10 億美元。

例如，隨著(zhù)ADI 為電動(dòng)汽車(chē)帶來(lái)性能更好的電池管理系統，混合動(dòng)力汽車(chē)和電動(dòng)汽車(chē)從現在開(kāi)始將更加節能，可減少大約6 000 萬(wàn)噸二氧化碳排放——相當于7 000 萬(wàn)英畝（注：1 英畝≈ 4 047 m2）森林——并使汽車(chē)碳排放量持續逐年減少30%。

作為全球領(lǐng)先的高性能半導體公司，ADI 公司承諾到2030 年實(shí)現碳中和，到2050 年實(shí)現凈零排放，這也使ADI 成為較早提出碳中和與凈零排放戰略規劃的半導體公司之一。同時(shí)，作為實(shí)現公司凈零排放發(fā)展規劃的一部分，ADI 還加入了聯(lián)合國“企業(yè)雄心助力1.5 ℃限溫目標行動(dòng)”（Business Ambition for 1.5 ℃），并承諾設定符合科學(xué)碳目標倡議（SBTi）的減排目標。

此外，ADI 還積極與業(yè)界合作促進(jìn)全球減碳綠色發(fā)展路線(xiàn)計劃。例如伍茲霍爾海洋研究所（WHOI）與ADI 共同宣布成立海洋與氣候創(chuàng )新加速器（OCIA）。ADI 公司承諾在3 年內向該聯(lián)盟提供300 萬(wàn)美元的資金支持，致力于提高海洋在應對氣候變化方面關(guān)鍵作用的認知，以及持續開(kāi)發(fā)面向海洋與氣候相互作用的新型解決方案。

ADI 還在2020 年完成了總額為4 億美元的半導體行業(yè)的首次綠色債券發(fā)行。ADI 打算選擇符合條件的可持續發(fā)展項目，用發(fā)行債券所得的凈收益為其進(jìn)行融資或再融資，進(jìn)一步實(shí)踐公司的環(huán)境可持續發(fā)展承諾。有資格使用凈收益的項目類(lèi)別包括：可再生能源、能源增效項目、綠色建筑、可持續利用水資源計劃及污水管理、污染防治、清潔交通、生態(tài)節能以及循環(huán)經(jīng)濟型產(chǎn)品、生產(chǎn)技術(shù)和工藝，旨在保護和恢復環(huán)境，符合聯(lián)合國可持續發(fā)展目標。

2020 年初，ADI 還與中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )共同發(fā)起成立“電池全生命周期聯(lián)合創(chuàng )新中心”，計劃聯(lián)合電池制造商、整車(chē)廠(chǎng)、充換電基礎設施提供商、電池梯次利用廠(chǎng)商等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)，共同實(shí)現對電動(dòng)汽車(chē)核心部件——電池的關(guān)鍵特性持續監測，實(shí)現更精準、安全的電池生命周期管理。產(chǎn)業(yè)鏈合作伙伴可以利用這些數據評估電池的健康狀態(tài)及殘值，促進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)二手車(chē)市場(chǎng)的健康可持續發(fā)展，讓消費者愿意去購買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)，甚至在電池不能繼續服役于電動(dòng)汽車(chē)時(shí)，仍然能根據實(shí)際存在的準確容量評估有效服役于儲能等梯次利用場(chǎng)景，從而推動(dòng)新能源汽車(chē)在全球低碳化生活行動(dòng)中發(fā)揮更重要的作用。

（本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》雜志2021年7月期）