储能系统的作用，赋能更环保的未来

最近我看到一份报告，报告中强调了欧盟各商品的能源价格通胀率。据测算，2023 年 1 月的通胀率为惊人的 20.6%。这一数字与2019 年 1 月的通胀率形成鲜明对比，后者仅为 2.4%。这让我回想起我们在过去一年中遇到的问题——能源需求的上升和随之激增的电费。可以看到，能源挑战以各种方式影响了我们所有人，进而加深了我们对全球能耗的认识并提高了对能源解决方案的需求。

我的关注重点一直是可再生能源，特别是储能系统，因为其为日益增长的能源需求提供了创新和可持续的解决方案。

所以，在今天的这期“英家大咖”中，我将深入探讨储能系统的工作原理，以及其作为可持续能源解决方案的优势。让我们直奔主题吧！

储能系统由两个协同发挥作用的主要功能模块组成：电源转换系统 (PCS) 和电池管理系统 (BMS)。PCS 和 BMS 协同工作以构成储能系统 (ESS)，根据具体位置和要求适配不同的使用情况。图 1 所示为表前的能源供应链（即发电和输电），以及表后的能源消费阶段。然而鉴于本博客的目的，我将着重关注同样采用功能块的表后部分。

图 1.能源供应链

电源转换系统

电源转换系统 (PCS) 在储能系统中起着至关重要的作用，其将电力从一种形式有效地转换为另一种形式。例如，在住宅建筑上使用太阳能电池板等可再生能源时，产生的电力是直流电，需转换为交流电才能为电器所用。储能系统 (ESS) 通常配合光伏装置使用，预计会在未来得到愈发广泛的应用，系统主要分为两种耦合拓扑结构：交流耦合系统和直流耦合系统。直流耦合装置，也被称为混合逆变器装置，通常用于住宅装置。该系统通常由光伏面板、最大功率点追踪 (MPPT) DC/DC 级、用于连接电池的双向 DC/DC 级以及用于电池和光伏面板的单一逆变器级构成。此系统的主要优势之一是提高了效率，其省去了一个功率转换级，从而提升了整体性能。另外，系统所需半导体元件更少，导致成本降低，更为经济高效。系统的具体拓扑结构可能会有所不同，这取决于单相或三相系统以及电池电压等因素，这可能需要功率范围为 60V 至 1200V 的 MOSFET 以及栅极驱动器。

电池管理系统

电池管理系统 (BMS) 是储能系统的一个重要组成部分，负责电池充电、均衡和充电状态监测。可以说 BMS 的功能就好比人体新陈代谢。和新陈代谢一样，BMS 持续监测电池芯状态，并调整充电速度以确保其保持良好状态和均衡。同样，人体新陈代谢也在持续监测体内的营养物质，并调整吸收和利用率，以确保人体保持健康和平衡。这两种情况下都必须配备一个有效运行的系统，其能够监测和调整内部运作以保持理想性能，防止损坏或故障。因此，BMS 对于实现储能系统的理想性能和有效利用至关重要。

英飞凌储能系统解决方案

英飞凌致力于提供促进可持续发展和塑造绿色环保未来的解决方案。因此，英飞凌在储能系统领域也占有一席之地，在下面的图 2 中，你可以看到英飞凌的 ESS 解决方案。对于电源转换系统，功率低于 30kW 的解决方案通常建议采用分立器件，如 OptiMOS、CoolMOS、CoolSiC MOSFET 以及用于打造先进快速开关应用的 CoolGaN。而对于商业和公用事业级规模的系统，采用分立 IGBT 的模块化方案是个合适选择，这取决于系统配置模块解决方案。此外，功能集成型EiceDRIVER 栅极驱动器 IC、XMC 控制器和安全解决方案（如OPTIGA）是诸多储能系统的理想之选，而 StrongIRFET 功率 MOSFET 系列则针对低 RDS(on) 和高电流能力进行了优化。最后，CoolSET 是辅助电源的绝佳解决方案，数字隔离器 ISOFACE则可用于控制和连接功能块。

图 2. 英飞凌储能系统解决方案

总而言之，储能系统是满足日益增长的能源需求和可持续发展需要的一大关键解决方案。通过运用储能系统，我们可助力实现高效能源消费和可持续的能源发电，进而构筑更绿色环保的未来。

在心系环境可持续发展之际，我们对储能系统作为可持续能源解决方案的潜力感到兴奋，不得不说，看到像英飞凌这样的公司投身储能系统发展的确令人振奋，其在促进高效和可持续能源消费方面发挥着重要作用。通过使用储能系统，我们将为自身和子孙后代打造出更加可持续的未来。