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储能已经成为近几年能源及电力系统的热点话题,ADI在能源领域深耕近20年。针对目前储能应用中的热点技术--锂电池的电池管理(BMS),在本系列研讨中我会重点介绍ADI的BMS芯片及各类储能应用的系统解决方案,并突出了ADI的技术特色及对系统级的综合考虑。ADI的BMS系列芯片是非常成熟的技术,已被大量应用在电动汽车及储能系统中,针对工业储能的需求,ADI的BMS芯片设计紧跟市场变化,在满足测量精度、被动及主动均衡、可靠通信、安全及可靠性性设计上都有突出表现,体现了定制化的特色。
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张松刚 ADI 市场经理 |
张松刚于2000年加入ADI公司,历任产品应用工程师、现场应用工程师、技术市场经理等职位。目前作为市场经理主要负责ADI中国区能源及电力市场,专注该行业超过十年。 |
[问:] | 锂电组中有某个电池失效,在维护使用中如何更换,芯片系统是否有识别功能? |
[答:] | 完全可以的 |
[问:] | 储能的最高境界将会是咋个样子? |
[答:] | 不着火。。。呗 |
[问:] | 防控泄漏有哪些诀窍或优化方案呢? |
[答:] | 芯片及元件可靠是关键,检测出问题也是坏了。。。 |
[问:] | 是以主动式均衡功能为主的吧?现在主动式均衡占比达到多少了 |
[答:] | 都支持,主动均衡问题会更复杂,成本更高,难度更大 (非低效转换形式相比) |
[问:] | 储能系统中锂电在实际应用过程中,怎么应对低温挑战? |
[答:] | 芯片的工作温度范围,精度可以覆盖电芯的温度 范围,精度有保障,余下的是系统的策略了。 |
[问:] | ADI的产品占了市场的一半,那你们主要的优势是什么? |
[答:] | 高精度度和可靠性 |
[问:] | 可否大概介绍一下LTC3300的平衡算法? |
[答:] | 先要知道SOC |
[问:] | 一般来说,电池在低温时的使用效率会是常温时的多少? |
[答:] | 充电和放电都是受限制的,和电芯厂家要求参数。 |
[问:] | 有哪些独特的创新元素? |
[答:] | 准就不容易,焊接之后还得准。。。长期工作后还得准。。。 |
[问:] | 是否也有哪些性能短板? |
[答:] | 性能和品控严格,交货 有压力。 |
[问:] | 多电芯堆叠的高电压对使用、安装、调试等的安全性如何考虑 |
[答:] | 多高电压? 超过安全电压的显然要求安全措施,比如 电车上有高压联动控制以保证断电, 绝缘也要控制。。。直流电更可怕。。。 |
[问:] | 无线使用的是什么通信方式?如果防止干扰 |
[答:] | 无线BMS通信使用的是特定的协议通信 |
[问:] | 1818适用于哪几个领域? |
[答:] | 电网储能、冗余储能、备用电源系统等等,主要集中在工业储能领域 |
[问:] | 直流充电会对汽车电池造成损害吗 |
[答:] | 充电速度过快对电芯寿命和安全是有影响的,充电机和电池组要有策略配合 |
[问:] | RACK里的MCU,ADI有提供吗? |
[答:] | 有的 |
[问:] | ADI华南区有没有分公司做技术支持? |
[答:] | ADI中国技术支持中心: 热线电话:4006 100 006 支持邮箱:china.support@analog.com 或代理商 |
[问:] | 对于锂电池的管理,最多允许多大容量的电池,以及电压有没有要求? |
[答:] | 容量原则没有限制,完全取决于电池芯的生产厂家。 |
[问:] | 算法是你们提供吗 |
[答:] | 我司具有一整套成熟的解决方案,包括硬件和软件 |
[问:] | 主动均衡耗能多大? |
[答:] | 90% 上下,看不同功率 (非相邻节) |
[问:] | 锂电组中有某个电池失效,在维护使用中如何更换,芯片系统是否有识别功能? |
[答:] | 电池组中电池失效更换应咨询电池厂商,我司的BMS是可以测出哪一个电池芯片出现问题的 |
[问:] | ADI的电池安全等级是多少的啊? |
[答:] | 通常需要系统分派功能安全要求,芯片本自身(车用)按ISO26262 设计, 请参考网站https://www.analog.com/cn/applications/markets/automotive-pavilion-home/vehicle-electrification/battery-management-systems-bms.html |
[问:] | 主动均衡和汽车四轮定位意义差不多,这样理解可对?谢谢 |
[答:] | 走直线时 ? 只是远多于4个串接,火车吧。。。 |
[问:] | 相对国产芯片,ADI芯片优势有哪些? |
[答:] | 高精度,高稳定性和可靠性 |
[问:] | ADI的电池管理BMS是采用什么样的原理? |
[答:] | 使用高精度的ADC来准确测量电池SOC、SOH,根据电池状态做出相应的处理,从而延长电池使用寿命,保证整个系统的稳定性 |
[问:] | 如何确定放电电流大小,精度需要高吗? |
[答:] | 估算SOC |
[问:] | 主动均衡的外加芯片和外加器件,也会正价功耗吧 |
[答:] | 是的,能量转换的效率高于消耗,不然不合理,也就是针对极高容量及其 差异 |
[问:] | LTC6820有主从设备区分吗? |
[答:] | 针对BMS应用,一般6820与MCU配合使用,将4线标准SPI转化为IsoSPI通过变压器/电容隔离实现与电池监控芯片(LTC68XX/ADBMSXXXX)通信。6820也支持其他隔离应用有主/从之分,具体可以参考下手册 |
[问:] | 工作温度范围125度是指芯片结温还是环境气温? |
[答:] | 环境温度 |
[问:] | 储能系统怎样检测电芯老化的程度? |
[答:] | 可以认为是同等条件下的电池内阻 |
[问:] | LTC2949芯片开始供货了吗? |
[答:] | 量产状态 |
[问:] | 无线BMS方案有哪些优势? |
[答:] | 方便电缆走线,配置安装方便、减少成本 |
[问:] | 电池组监视芯片有几种?支持通讯吗? |
[答:] | 目前针对不同的应用领域有针对工业领域的ADBMS1818、针对汽车的ADBMS6815、LTC6811等等,支持I2C、SPI、isoSPI通信 |
[问:] | 如何解决电池在低温时的的使用效率 |
[答:] | 还要依赖电池材料的改进和加温技术 |
[问:] | 菊花链的可靠性老师再多介绍一下 |
[答:] | ADI的菊花链(IsoSPI)可以轻松通过BCI,RI等多个EMC测试项,许多BMS产品支持环形的菊花链结构,单处线束故障仍可正常使用 |
[问:] | 现在有在研究比锂离子电池更优的储能新能源吗 |
[答:] | 有,但电池单体都没有高电压的,都要电池串联管理 |
[问:] | 电压过低或者 高压会影响使用吗? |
[答:] | 欠压和过压会影响锂电池的使用寿命 |
[问:] | 针对2节锂电池有什么好的充电方案? |
[答:] | 参考 |
[问:] | 储能的不稳定因素如何改善? |
[答:] | 具体是什么不稳定呢? |
[问:] | 对应用电压有哪些要求? |
[答:] | 可以参考ADI官网ADBMS系列芯片的数据手册,针对不同领域ADI均有不同的BMS芯片和解决方案 |
[问:] | 对应用电压有哪些要求? |
[答:] | 电芯 5V |
[问:] | ADI的BMS系列芯片有哪些性能?技术有何创新? |
[答:] | https://www.analog.com/cn/applications/markets/energy-pavilion-home/energy-storage-power-conversion/energy-storage-systems.html |
[问:] | 有效的保护措施又有哪些? |
[答:] | 我司的BMS芯片本身就是通过检测电池状态和电压电流来保证电池的正常运行,另外还有主动和被动均衡、过压欠压保护等功能延长电池系统的使用寿命 |
[问:] | 硬件设计需要注意什么? |
[答:] | 参照ADI |
[问:] | 应用优势体现在哪些方面? |
[答:] | 不坏,不着火,电池寿命延长,发挥储能标称容量 |
[问:] | 电池管理不断出现新问题 也是好事 可以有针对性的提高 请问有哪些主要方向上的问题呢?谢谢 |
[答:] | 在测量精度,isoSPI传输速率仍然需要继续提高,从而保证电池的功能和用电安全 |
[问:] | 锂电池安全管理主要包括哪些方面? |
[答:] | 电池风险的根源,锂离子比较多,电激源、热激源、机械激源,还有电池自身、系统内其他部件、环境原因。电路本身误差,断线,误控,失火, 雷击,绝缘 。。。 |
[问:] | ADI的管理芯片,支持多高的电压,也就是说支持几节电池串联? |
[答:] | 燃料电池 64 串 单芯片。 |
[问:] | 最多18节吗? |
[答:] | 目前单芯片最多支持18节电芯,但多个采样芯片可以级联使用 |
[问:] | ADI产品有什么突出优点? |
[答:] | 產品很成熟,超过十年的历史,現在已經是第五代的監控芯片了,擁有高精度,高可靠性,高电压,长期稳定性是行业最高等级。有電流傳感(庫侖計)芯片,被動均衡和主動均衡技術,电化学阻抗谱 等等。 |
[问:] | 如何提高电池的使用寿命? |
[答:] | 均衡使用,控制均衡保证各节串接电池的使用工况,许要精确测量和长期稳定精度的保障 |
[问:] | 有放漏电功能吗? |
[答:] | 有的,ADI的BMS芯片均配备有被动均衡和主动均衡 |
[问:] | 可监测的电池节数肯定有限制了吧 |
[答:] | ADI的电池监控芯片可以支持堆叠式结构使用,ADI官网有介绍 |
[问:] | 大量电池组中有几节电池损坏时,该系统能否屏蔽? |
[答:] | 可能,但不经济。 |
[问:] | 对应用电压有哪些要求? |
[答:] | 对于AFE, 可堆叠式的结构,只要满足单芯片的电压要求,电池组可以堆叠很高的电压 |
[问:] | 能用在电动车 充电桩吗? |
[答:] | 在电动汽车、工业储能、家用储能、电网储能等领域均有相应的BMS芯片供客户选择 |
[问:] | 这套系统日常维护可以由业主自己进行吗 |
[答:] | 我们的客户生产的系统,可向他们咨询,我司只生产芯片。 |
[问:] | 现在有些把水变成油的能源的技术靠谱吗? |
[答:] | 超出我司的能力了,对不起 |
[问:] | 应用优势体现在哪些方面? |
[答:] | 高精度的BMS系统可以提高储能系统的使用效率、延长电池寿命、保证用电安全 |
[问:] | ADI在电池管理中主要有哪些角色?控制类、通信类、前端AFE、被动器件? |
[答:] | 都涵盖了,除了被动元件 |
[问:] | 能用在太阳能储电吗? |
[答:] | 当然,可以在ADI官网搜索ADBMS1818 |
[问:] | 能用在风能发电领域吗? |
[答:] | 可以用在风电的储能系统等 |
[问:] | 针对2节锂电池有什么好的充电方案? |
[答:] | https://www.analog.com/cn/products/power-management/battery-management/battery-charger-ic.html |
[问:] | 是应用在新能源汽车上吗? |
[答:] | 电动汽车,工业储能等均有解决方案 |
[问:] | ADI的BMS芯片设计有哪些特色? |
[答:] | 整个生命周期的高精度测量 |
[问:] | ADI的管理芯片,支持多高的电压,也就是说支持几节电池串联? |
[答:] | 单芯片 最多18串, 多芯片超过1KV |
[问:] | 储能系统中的电池管理,锂电池和铅酸电池有何区别? |
[答:] | 锂电池的能量密度偏大,更着重于安全,需要芯片的紧密配合,铅酸电池均衡简单,寿命和自放电率都比较差。 |
[问:] | 电池管理保护那些对电池的保护? |
[答:] | 对电压、电流、温度的测量监控,欠压、过压保护,主动和被动均衡等等 |
[问:] | 储能系统怎样检测电芯老化的程度? |
[答:] | SOH |
[问:] | 电芯电量计量有哪些方式?分别有什么优势? |
[答:] | ADI 可以提供多种产品,用于准确的电芯电压,电池组电流,电量计等测量,可以用于SOC计算 |
[问:] | 如何提高电池的使用寿命? |
[答:] | BMS准确的测量电芯电压,电池组温度,可靠的均衡功能,使电池组工作在可使用的空间 |
[问:] | -锂电池的电池管理(BMS)的优点? |
[答:] | 通过精确测量电池的SOC、SOH,监测锂电池的状态,从而提高锂电池的使用寿命,保证锂电池的使用安全 |
[问:] | ADI产品有什么突出优点? |
[答:] | BMS产品,高精度,体现在整个工作环境以及整个生命周期;可以级联的结构;产品丰富,有不同通道数的芯片可选;菊花链可靠性非常好 |
[问:] | 储能系统怎么解决发热问题? |
[答:] | 控温及均温,如风冷,液冷等 |
[问:] | 多节电池的电池组有什么好的充电解决方案? |
[答:] | 百伏以上,KW高压高功率的系统通常不是芯片独立可做的要选择专业厂家 |
[问:] | 主动均衡方面的均衡能力可以做到多大,可以有随意替换电芯的解决方案吗? |
[答:] | 5-10A |
[问:] | LTC2949的电流电压测量精度达到什么水平? |
[答:] | ±124mV Range, 237.5nV Resolution (20-Bit DS) 3uV Offset Max (-40°C to 125°C) ±5.5V Range, 46?V Resolution (18-Bit DS) |
[问:] | 优化毫米波信号链有哪些方法? |
[答:] | 毫米波信号链首先可以从架构上去考虑布局,常用的有超外差、零中频以及直接变频的结构,优缺点如PPT中所示,根据实际需要去选择。同时可以选择ADI最新的更优性能的器件去实现。 |