TI多款BMS AFE前端應對不斷擴展的儲能需求

針對發(fā)電側的儲能，主要容量從兆瓦到吉瓦級別，通常這些系統的電池電壓組都在800V至1500V，電池組容量將達到280-Ah，可能要連續運行500個(gè)小時(shí)以上。發(fā)電側儲能負責調峰、調頻、緩解電網(wǎng)阻塞等作用，與風(fēng)能和太陽(yáng)能共同工作，打造友好型電網(wǎng)。

目前儲能系統種類(lèi)很多，主要取決于電壓和電池以及系統容量。

針對發(fā)電側的儲能，主要容量從兆瓦到吉瓦級別，通常這些系統的電池電壓組都在800V至1500V，電池組容量將達到280-Ah，可能要連續運行500個(gè)小時(shí)以上。發(fā)電側儲能負責調峰、調頻、緩解電網(wǎng)阻塞等作用，與風(fēng)能和太陽(yáng)能共同工作，打造友好型電網(wǎng)。

而商業(yè)和工業(yè)儲能，50千瓦到一兆瓦區間，電壓500V-1500V區間，主要位于商業(yè)中心、工廠(chǎng)或快充站附近，除了可以解決調峰問(wèn)題之外，特別是針對快充站，可以解決電網(wǎng)無(wú)法支持的瞬時(shí)大功率。

住宅區則是與屋頂太陽(yáng)能板相結合形成微電網(wǎng)，由于儲能容量不大，因此一般都是48V或100V產(chǎn)品。

不同的儲能結構，對于BMS（電池管理系統）要求不同，總體來(lái)說(shuō)，BMS需要具有三大特質(zhì)，包括功率密度、低Iq以及高精確度和準確度。功率密度是儲能系統的關(guān)鍵，ESS（能量存儲系統）的電壓取決于系統內電池的堆疊，更高的功率就意味著(zhù)更高的電壓，更多的電芯，因此需要一個(gè)BMS可以同時(shí)監控更多通道，才可以提升功率密度。其次，儲能系統需要盡可能的延長(cháng)電池壽命，因此BMS系統需要消耗更小的功率，才能延長(cháng)電池的壽命，這就要求芯片具有更低的靜態(tài)電流Iq；第三，BMS需要了解電池的各個(gè)方面，這就需要系統精度更高，特別是針對不同化學(xué)成分的電池，放電曲線(xiàn)不同，精度要求也不同，但20%到80%的檢測非常重要。

對于高壓ESS系統而言，要采用分立方案，需要包括BMU和CMU兩部分，每個(gè)Rack為200V-1500V，每個(gè)Pack為51.2V至204.8V，電芯數量由16個(gè)至64個(gè)不等。其中BMU負責每個(gè)pack的均衡、電壓監控和溫度監控，BCU負責測量電流、電壓監控、SoC計算、通信等等。

Pack彼此間的通信，可以有兩種通信方式，需要更長(cháng)的通信距離并且系統更復雜時(shí)，應選擇CAN，而相對比較小或者有性?xún)r(jià)比要求的系統，可以選擇菊花鏈通信方式。

對于住宅儲能系統而言，電壓要低得多，一般都是48V或者并聯(lián)100V系統，因此BMU和CMU可以集成，因此系統要負責包括電壓、電流以及溫度監控。

對于任何儲能系統而言，安全都是至關(guān)重要的，各地區針對ESS、電池包以及PCS出臺了相應的法律法規，另外包括EMC也有嚴格的限制。而隨著(zhù)安全可靠性的要求不斷提升，功能安全也正在有更多的監管出臺。

針對不同的儲能系統，TI推出了多款BMS AFE與其適配。

首先是TI的BQ79616，這是一款支持16節的BMS模擬前端，并帶有監視器功能，支持菊花鏈通信，由于電流需要專(zhuān)門(mén)的BCU進(jìn)行測試，因此BQ79616不帶電流檢測功能。

另外一個(gè)產(chǎn)品是集成BMU和BCU功能的BQ79652，帶有電流檢測功能，專(zhuān)為戶(hù)用儲能所開(kāi)發(fā)。

值得一提的是，TI還推出了多種參考設計，以方便開(kāi)發(fā)者。比如TIDA-010271針對ESS的可堆疊電池管理單元參考設計，以及TIDA-010216, TIDA-010208, TIDA-010247三款基于BQ79652的參考設計。