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    家庭储能、车载储能方案详细设计

     

    一、便携式储能箱构成图

    家庭储能行业经过最近这几年的发展,在欧美越来越流行,是属于小风口的行业,目前市场上主流的方案结构图如下图所示:

    图片1.png 

    随着5G的发展,基站小型化会逐步铺开,应急电源会需求越来越多;野外自驾游等流行,小型储能箱无论在消费领域还是在工业领域应用与越来越广泛;我们团队经过上十年的优化,在品质和成本上优化出一个极致的方案;

     

    二、锂电池

    电池经过一段时间的发展,目前主流材料有两种:三元锂和磷酸铁锂;目前超级电容也有一部分的市场份额;

    两种材料的主要特点:三元锂的能力密度比磷酸铁锂高,磷酸铁锂单价低,并且安全性好;超级电容的主要特点是充放电的循环次数比锂电池都要多,但是价格高;

    目前家庭储能方面两种材料的锂电池都有一定的市场份额;如果后续铁锂的单价进一步降低,消费储能对于成本方面的考虑,我个人更看好磷酸铁锂;目前市场上国内电池厂商比较多,但是在一致性方面还需要改进,一致性不好,就算均衡做好,也会影响电池的寿命和充放电次数;

     

    三、BMS锂电池保护板

    锂电池保护板经过这几年的发展,高端的是电动汽车方向;在储能用的BMS保护板相对于来说是比较简单的,目前还没有国标去定义一个规范,大家都各自玩各自的;目前主流的保护板电路原理结构:

    图片2.png 

    1> 目前主要的前端采样芯片方案商如下:

    模拟前端采样IC方案对比,主流厂商做对比,不出现具体的型号,挂上自己推的型号

    IC厂商

    主推IC型号

    特点

    目前主流应用市场

    功能分析

    Renesas瑞萨

    ISL78600

    能最大管理12串电池,能分布式组合


    25

    TI

    BQ76940(BQ系列)

    12~15节,货源好,市场主流

    STM8S105K4T6C+

    11块

    ADI

    AD7280A




    日本罗姆(ROHM)

    ML5238

    支持16串,对上电顺序有要求,精度率一般,SPI接口通信,均衡为被动均衡,带电流和电压监控功能

    我们目前有很成熟的方案,经过几代的优化:

    582800448

    18(15大批量)

    英飞凌

    XC886CM(MCU)IPD70N03L(MOS管)  IPD70N10L (PMOS)  TLE7273/TLE6250(can)

    货源少,不考虑



    凌力尔特

    LTC6811(被ADT收购)

    LTC68系列, 有多个串(本型号为12串



    美信

    MAX14921/MAX17853

    16串,精度比ML5238好,都为被动均衡


    28

    ATMEL

    ATA6871/ATA6870


    QQ


    ST



    图片3.png 


    国产

    VAS5118

    可兼容 3 28 节的电池



     

    模拟前端采样芯片是半导体大佬的主要竞争市场,也是BMS保护板的主要元器件;目前我们的方案采用罗姆和TI的都有;当然目前还有国产以及一些日本的品牌也在市场中有一定的占有率,可以根据成本以及使用场合来考虑选择的方案;

     

    2) MCU管理部分

    MCU在保护板中起的主要作用为SOC估算、电池均衡、已经充放电保护;目前各个BMS保护板的主要难点在于SOC估算的准确性,以及保护的安全性;

    SOC主要的算法分为三种:

    电压标定法、电压标定法+电流积分法、卡尔曼滤波估算法;

    现在常用电压标定法+电流积分法,电动汽车采用卡尔曼滤波估算法;目前我们的方案采用的是简化版卡尔曼滤波估算模型 + 电流积分法; 前期静态状态时,通过电压标定法得出一个容量初始值,而后续通过卡尔曼滤波来对数据进行收敛;

     

    3) MOS管部分

    MOS管目前是保护板硬件部分的主要成本,目前储能领域和电动单车大部分都采用的为国产的MOS管;我们可以根据客户的要求来进行定制;

     

    四、逆变器

    逆变器技术经过前些年的发展,已经变得非常成熟了,目前市场上成熟的方案有很多,就不一一列举了;目前市场上比较流程的为ST的方案,该方案有很大的成本优势,我们目前也采用的为该方案;

     

     

     

     


    • 性能参数

    行业分类 : 电源电池

    开发平台 : STM 意法半导体,TI 德州仪器

    交付形式 : PCBA

    性能参数 : 工业环境 : -30 ~ 120,低功耗 : 自身正常功耗电流10ma

    应用场景 : 家庭储能,便携式储能

    • 方案文档

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