监测电压的“专家”，储能中的电压传感器

电子发烧友网报道（文/黄山明）电压传感器是储能系统中不可或缺的组件，对于确保系统安全、提升效率、延长电池寿命和优化系统管理都有着重要作用。
 
比如电压传感器用于测量储能系统中各个关键部位的电压，比如电池组、逆变器、充电设备以及整个系统的输入和输出电压。这有助于实时掌握系统的工作状态，确保电压水平维持在安全和高效的范围内。
 
通过持续监测电池组的电压变化，可以间接评估电池的健康状况（SOH）。电压异常可能是电池老化、性能衰退或个别电池单元故障的迹象，及时发现这些问题有助于预防系统故障和延长电池寿命。
 
电压传感器还可以及时检测电路中的异常电压波动，比如过电压或欠电压情况，这些都可能是系统故障的前兆。一旦发现异常，系统可以迅速采取措施，如发出警报或启动保护机制，避免设备损坏或安全事故的发生。
 
而精确的电压数据对于储能系统的高效运行至关重要。控制系统依据电压传感器提供的信息，可以动态调整充放电策略、功率分配和能量管理，提高系统的整体效率和稳定性。
 
通常而言，电压传感器通常与BMS集成，提供必要的电压数据，帮助BMS进行电池状态的评估和维护。当传感器的测量数据被送至BMS时，用于计算电池的荷电状态（SOC），并据此做出充放电决策。这对于确保电池组均衡充放电、避免过充过放以及优化能源利用至关重要。
 
储能电压传感器的选择
 
对于应用在储能产品中的电压传感器，对比其他电子产品中的电压传感器，尽管都能检测和监测电压水平，并将电压信号转换为可用于控制和监测的信号。但相比之下，储能产品中的电压传感器要求会更高，甚至要达到工业级。
 
储能系统中的电压传感器往往需要更高的测量精度和长期稳定性，因为电池电压的微小变化可能反映了电池的健康状态或系统运行状况，这对电池管理和系统安全至关重要。并且储能系统可能面临更宽的电压范围，尤其是在大规模储能应用中，这要求电压传感器具有更宽的动态测量范围。
 
还需要注意选择与系统兼容的输出信号类型（如模拟电压、电流输出或数字通信如CAN, Modbus等），确保与电池管理系统和其他控制设备的无缝对接。在考虑系统能耗时，低功耗传感器更为优选。同时，对于高功率应用，良好的散热设计也是必须的。
 
此外，耐用性和环境适应性、长期可靠性、精确度、安全性和与复杂系统集成的能力都是应用在储能系统中的要求。
 
当前市场中，高端传感器仍然是国外企业为主导，比如瑞士的LEM、Sensirion等，以LEM的产品为例，提供多种电压传感器，如HV系列（高压应用）、LV系列（低压应用）等，这些传感器采用优化的霍尔效应或磁通门技术，具有高精度、宽量程、快速响应和强隔离能力，适合在包括储能系统在内的多种高压和精密测量应用中使用。
 
国内也有不少相关传感器企业，如柏艾斯、芯森、TPS特普生、开步电子等，都能提供相应的电压传感器。
 
小结
 
电压传感器在储能系统中扮演着多面手的角色，从保证电池安全、优化性能到提升经济效益，都离不开这一关键元件。随着储能技术的不断进步，电压传感器的功能和精度也将进一步提升，以满足日益复杂的应用需求。