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俄烏沖突仍在持續升級，其背后的能源安全問題愈加嚴峻，而前段時間的四川限電事件也折射出能源供需平衡面臨的挑戰。

那么，我們該如何破解能源危機這道世界級難題呢？“儲能”或許是一個關鍵的答案。

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儲能：

超級“充電寶”與“穩定器”

儲能是指借助特定設備來存儲多余的能量，等需要時再釋放這些能量。整個過程類似于用收集到的能量給一只巨大的“充電寶”充電，必要時再使用這只“充電寶”進行供電。

由于風電、光伏等新能源發電極易受到天氣的影響，所以供電時會出現電量不穩定的問題，而儲能可以充當“穩定器”的角色，保障電力系統的持續運行。

圖1：儲能

如今儲能已成為必不可少的支撐技術，被廣泛應用于各類場景，例如發電側的發電站、發電車，輸配電側的輸電站、輸電車、配電站，以及用電側的工業級儲能、企業級儲能、家用儲能等。

圖2：家用儲能示意圖

BMS：

儲能系統中的“安全戰士”

儲能的各類應用都離不開電池管理系統（BMS）的保駕護航。BMS能夠實時監控電池狀態、智能管理電池，這對于儲能系統來說至關重要。

然而，當前儲能BMS的發展之路仍布滿荊棘，面臨著精準測量、電池安全、算法開發等重重挑戰。

荊棘一

監測之困

電池監測精度是提高儲能系統性能的關鍵，但這也對儲能BMS提出了非常高的要求，因為BMS必須實時監控單個電池電芯，提供極高精度的電壓、電流和溫度數據，才能對系統狀態作出準確評估，以便采取正確的電池管理措施。

圖3：鋰電池容量示意圖

荊棘二

惹火之患

儲能電池起火、爆炸事故層出不窮，使得電池安全成為廣受關注的話題。今年3月，德國南部某公寓樓地下室發生火災，因電池儲能系統出現技術缺陷而爆炸，其沖擊波甚至掀翻了整個屋頂結構。所以，如何強化BMS的電池保護功能，提高儲能電池的安全性，減少類似事故的發生是亟需深入思考的問題。

圖4：家用儲能電池起火示意圖

荊棘三

算法之壁

BMS作為儲能系統的“大腦”，其電量計的算法開發極具挑戰性。工程師團隊不僅需要具備電化學、物理、電氣和電子工程、固件開發和數據科學等多個方面的知識和技術，還需要擁有十分豐富的實踐經驗，才能夠設計出近乎完美的BMS，而這也大大增加了儲能BMS 算法的自主研發難度。

儲能BMS

披荊斬棘的“通關秘技”

MPS目前推出的BMS高性能解決方案可覆蓋各類高低壓儲能場景，如家用儲能、數據中心、通訊基站以及大型儲能等。其中，MPS 模擬前端產品MP2797和電量計MPF4279x系列產品具有三大“秘技”，可以助力儲能BMS一路“披荊斬棘”。

圖5：MP2797

秘技一

精準之劍

MP2797集成了兩個獨立的模數變換器（ADC），可以分別對電池電壓（V）、充/放電電流（I）以及芯片溫度（T）進行高精度監測。同時，MP2797的每個電芯（Cell）都具有電壓電流（VI）同步功能，搭配MPS電壓電流混合算法的電量計芯片MPF4279x使用，能協助客戶抓取電池特征數據，并基于此建立精準的電池模型，從而準確地預估儲能電池的剩余電量（SOC）和健康狀態（SOH）。這種精確預測有助于后續的電池智能管理，進而有效提高儲能電池的利用率。例如在停電、限電時為企業提供更多備用電源，降低生產經營風險，或是幫助企業利用晝夜峰谷價差減少更多用電成本，提高經濟效益。

圖6：電池電壓測量和電流測量誤差曲線

秘技二

安全之盾

在精準的數據監測基礎上，MP2797能夠在儲能電池出現狀況時立即發出預警并采取相應的電池管理措施，保障儲能電池的安全使用。不僅如此，MP2797還集成了高邊驅動。一方面，高邊驅動采用“切斷電源”的電池保護方式會比低邊驅動“切斷地”的方式更加可靠。另一方面，與低邊驅動相比，高邊驅動在觸發保護的同時仍可保持與MCU的通訊，從而避免了數據的丟失。值得一提的是，高邊驅動還能隔離電源信號，從而節省了隔離設計的隱藏成本。

圖7：MP2797的典型應用電路

秘技三

組合Buff

MP2797作為一款可靠的電池管理器件，提供了較為完整的電池監控、預警和保護解決方案，MPF4297x則能夠提供峰值功率，計算電池阻抗，判斷電池的老化程度，精確預估電池的循環壽命與實時輸出能力。由MP2797和MPF4279x組成的一站式解決方案進一步提升了儲能電池測量的精準性，同時也免去了設計人員自主開發SOC算法的復雜過程。此外，采用同步降壓變換器MP4581可以帶來高集成度和高效率，而添加4/6通道的高速信號隔離器MP276xx還能幫助實現多個FE級聯模式下的相互通訊。選用MPS的這些產品組合為儲能BMS疊加了更多Buff（額外增益），不但優化了系統性能，也提高了設計效率。