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2023/09/22
MPS高效能儲能BMS解決方案
隨著能源需求不斷增長，為了推動經濟成長和滿足日常需求，我們需要可靠、價格合理且穩定的能源供給，同時，對外國能源的過度依賴也可能使我們在地緣政治衝突面前變得脆弱，考慮到全球對氣候變遷的持續關注，為確保能源使用能減少環境汙染，提高能源效率並轉向低碳能源，成為我們努力的方向，為實現能源安全，我們必須充分利用各種可能的能源生成和效率提升方法，電力是一種常見的集中式能源形式，從化石燃料轉向電力消耗，這引起了人們對電能的高度關注，也使儲能系統成為其中至關重要的一環。
儲能：超級“行動電源”與“穩定器”
儲能是一種利用特定設備來儲存多餘能量，並在需要時釋放這些能量的過程。這個過程類似於將能量儲存在一個大型可移動的「行動電源」中，然後在必要時使用它來進行供電。由於新能源如風能和太陽能容易受到天氣條件的影響，因此供電會變得不穩定，而儲能可以充當一種「穩定器」，確保電力系統持續運作。
如今，儲能已經成為不可或缺的支援技術，在各種不同場景中得到廣泛應用。這些場景包括發電站和發電車的發電側、輸電站、輸電車和配電站的輸配電側，以及工業、企業和家庭等用電側。
BMS：儲能系統中的“安全戰士”
儲能的各種應用都離不開電池管理系統（BMS）的支援，BMS能夠即時監控電池狀態、智慧管理電池，這對於儲能系統來說至關重要，然而，目前儲能BMS的發展之路仍充滿挑戰，包括精確測量、電池安全和算法開發等各方面的困境。
挑戰一：監控問題
電池監控的精準度對提高儲能系統的效能至關重要，但這也對儲能BMS提出了極高的要求，因為BMS必須即時監控單個電池電芯，提供高度精確的電壓、電流和溫度數據，以便準確評估系統狀態，進而采取正確的電池管理措施。
挑戰二：安全風險
儲能電池火災和爆炸事故屢見不鮮，使電池的安全性成為廣受關注的議題，因電池儲能系統存在技術缺陷而引發的爆炸，其衝擊波甚至能掀翻了整個屋頂結構，因此，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一個迫切需要深入思考的問題。
挑戰三：演算法發展
BMS作為儲能系統的“大腦”，其電量計的演算法開發極具挑戰性。工程師團隊不僅需要擁有電化學、物理、電氣和電子工程、韌體開發和資料科學等多方面的知識和技術，還需要豐富的實踐經驗，才能設計出接近完美的BMS，這也大幅增加了儲能BMS演算法的自主研發難度。
針對BMS面對這些挑戰，MPS目前提供了高效能的解決方案，可以應用於各種高低壓儲能場景，包括家用儲能、資料中心、通訊基站和大型儲能等。其中，MPS的類比前端產品MP2797和電量計MPF4279x系列產品具有三大“秘技”，可以協助儲能BMS順利克服各種困難。
秘技一：精準之劍
MP2797整合了兩個獨立的類比數位變換器（ADC），可以分別對電池電壓（V）、充電/放電電流（I）以及晶片溫度（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電壓電流混合演算法的電量計晶片MPF4279x使用，能協助客戶抓取電池特徵數據，並基於此建立精準的電池模型，從而準確地預估儲能電池的剩餘電量（SOC）和健康狀態（SOH）。 這種精確預測有助於後續的電池智慧管理，進而有效提高儲能電池的使用率。 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，或幫助企業利用晝夜高峰谷價差減少更多用電成本，提高經濟效益。
秘技二：安全之盾
在精準的資料監控基礎上，MP2797能夠在儲能電池出現狀況時立即發出預警並採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還整合了高邊驅動。 一方面，高邊驅動採用「切斷電源」的電池保護方式會比低邊驅動「切斷地面」的方式更可靠。 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，從而避免了資料的遺失。 值得一提的是，高邊驅動還能隔離電源訊號，從而節省了隔離設計的隱藏成本。
秘技三：組合Buff
MP2797作為一款可靠的電池管理裝置，提供了較為完整的電池監控、預警和保護解決方案，MPF4279x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演算法的複雜過程。 此外，採用同步降壓變換器MP4581可以帶來高整合度和高效率，而添加4/6通道的高速訊號隔離器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），不但優化了系統效能，也提高了設計效率。
儲能既是支持新型電力系統的重要技術與基礎裝備，也是實現「碳達峰」與「碳中和」兩大目標的強大支撐。 在綠色轉型的大背景下，儲能技術得到了大力發展與廣泛應用。 而BMS作為儲能系統的關鍵一環，仍被困於多重荊棘之中。 MPS新品MP2797等高效能解決方案則有效擊破各項難題，助推儲能BMS“披荊斬棘”，為顧客提供更理想的產品選擇。
資料來源: MPS 官網 (https://www.monolithicpower.com/en/developing-a-battery-management-system-solution-for-ess)
儲能：超級“行動電源”與“穩定器”
儲能是一種利用特定設備來儲存多餘能量，並在需要時釋放這些能量的過程。這個過程類似於將能量儲存在一個大型可移動的「行動電源」中，然後在必要時使用它來進行供電。由於新能源如風能和太陽能容易受到天氣條件的影響，因此供電會變得不穩定，而儲能可以充當一種「穩定器」，確保電力系統持續運作。
如今，儲能已經成為不可或缺的支援技術，在各種不同場景中得到廣泛應用。這些場景包括發電站和發電車的發電側、輸電站、輸電車和配電站的輸配電側，以及工業、企業和家庭等用電側。
BMS：儲能系統中的“安全戰士”
儲能的各種應用都離不開電池管理系統（BMS）的支援，BMS能夠即時監控電池狀態、智慧管理電池，這對於儲能系統來說至關重要，然而，目前儲能BMS的發展之路仍充滿挑戰，包括精確測量、電池安全和算法開發等各方面的困境。
挑戰一：監控問題
電池監控的精準度對提高儲能系統的效能至關重要，但這也對儲能BMS提出了極高的要求，因為BMS必須即時監控單個電池電芯，提供高度精確的電壓、電流和溫度數據，以便準確評估系統狀態，進而采取正確的電池管理措施。
挑戰二：安全風險
儲能電池火災和爆炸事故屢見不鮮，使電池的安全性成為廣受關注的議題，因電池儲能系統存在技術缺陷而引發的爆炸，其衝擊波甚至能掀翻了整個屋頂結構，因此，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一個迫切需要深入思考的問題。
挑戰三：演算法發展
BMS作為儲能系統的“大腦”，其電量計的演算法開發極具挑戰性。工程師團隊不僅需要擁有電化學、物理、電氣和電子工程、韌體開發和資料科學等多方面的知識和技術，還需要豐富的實踐經驗，才能設計出接近完美的BMS，這也大幅增加了儲能BMS演算法的自主研發難度。
MPS BMS高效能解決方案
針對BMS面對這些挑戰，MPS目前提供了高效能的解決方案，可以應用於各種高低壓儲能場景，包括家用儲能、資料中心、通訊基站和大型儲能等。其中，MPS的類比前端產品MP2797和電量計MPF4279x系列產品具有三大“秘技”，可以協助儲能BMS順利克服各種困難。
秘技一：精準之劍
MP2797整合了兩個獨立的類比數位變換器（ADC），可以分別對電池電壓（V）、充電/放電電流（I）以及晶片溫度（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電壓電流混合演算法的電量計晶片MPF4279x使用，能協助客戶抓取電池特徵數據，並基於此建立精準的電池模型，從而準確地預估儲能電池的剩餘電量（SOC）和健康狀態（SOH）。 這種精確預測有助於後續的電池智慧管理，進而有效提高儲能電池的使用率。 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，或幫助企業利用晝夜高峰谷價差減少更多用電成本，提高經濟效益。
秘技二：安全之盾
在精準的資料監控基礎上，MP2797能夠在儲能電池出現狀況時立即發出預警並採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還整合了高邊驅動。 一方面，高邊驅動採用「切斷電源」的電池保護方式會比低邊驅動「切斷地面」的方式更可靠。 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，從而避免了資料的遺失。 值得一提的是，高邊驅動還能隔離電源訊號，從而節省了隔離設計的隱藏成本。
秘技三：組合Buff
MP2797作為一款可靠的電池管理裝置，提供了較為完整的電池監控、預警和保護解決方案，MPF4279x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演算法的複雜過程。 此外，採用同步降壓變換器MP4581可以帶來高整合度和高效率，而添加4/6通道的高速訊號隔離器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），不但優化了系統效能，也提高了設計效率。
儲能既是支持新型電力系統的重要技術與基礎裝備，也是實現「碳達峰」與「碳中和」兩大目標的強大支撐。 在綠色轉型的大背景下，儲能技術得到了大力發展與廣泛應用。 而BMS作為儲能系統的關鍵一環，仍被困於多重荊棘之中。 MPS新品MP2797等高效能解決方案則有效擊破各項難題，助推儲能BMS“披荊斬棘”，為顧客提供更理想的產品選擇。
資料來源: MPS 官網 (https://www.monolithicpower.com/en/developing-a-battery-management-system-solution-for-ess)
