「新年第一讲」碳中和加速能源变革，国产电源为动力、储能锂电发展添砖加瓦

全文导读

《电动自行车安全技术规范》，即新国标，在2019年4月15日正式实施，其中要求整车质量不高于55kg，而铅酸电池单车重量普遍在70kg以上，新国标加速锂电池的更新。针对两大新兴锂电领域：动力和储能锂电，金升阳紧跟市场客户需求，努力创造满足客户需求的电源产品，提供高效可靠的系统电源解决方案，为新兴行业的发展做出贡献。

多方需求提升，储能、动力锂电池前景广阔

伴随更多厂商加入新能源大军；新能源发电比例提升，用电端充电桩、5G基站等高耗能行业快速发展，对电网储能也提出更高的要求。

在这两大产业的催化下，全球锂电池产业规模正在持续增长，根据数据显示，2019年中国锂电子电池出货量达到131.6Gwh，预测至2025年，全球动力锂电池会成为千亿级市场，年化增长率可达14%+。

锂电池根据应用领域可分为三类，分别是消费类、动力类和储能类。消费类锂电是传统的应用领域，例如手机和笔记本电脑电池等；动力和储能是新兴领域，未来市场潜力巨大，动力锂电如新能源汽车等；储能锂电主要是储能电站、光伏储能等。

电池的广泛应用，随之而来的就是电池安全的使用问题，电池的充放电使用管理、监控及回收都要有相应设备和安全防护措施。如何从产品参数、性能、交期、品质等方面匹配锂电行业的发展，是电源供应商需要考虑和做到的。

“超宽超高输入电压范围”与“小体积、轻重量”

锂电行业电源的关键需求

关键需求一：输入电压范围

动力锂电和储能的功率都比较大，组串起来的电压较高，且电压波动范围较大，要将这种高电压转为可用电，要求电源模块具有超宽超高的输入电压范围。

对于锂电池来说，一节电芯的电压最低2.5V，最高4.2V，如32节串在一起组成一个模组，输入电压范围就达到了80-135VDC，8个模组再组合起来输入电压就高达1075V。为了要兼容1-8个模组的应用，电源的输入电压就要满足80-1075VDC输入。

关键需求二：小体积、轻重量

无论是电动自行车还是电动四轮车，对整车的体积和重量都有一定要求，特别是电池管理系统，整体的体积和重量的要求也更高。金升阳的小功率电源和485通讯模块被广泛应用于汽车BMS中。 

基于市场需求的方案开发

锂电行业电源的典型应用案例

典型方案一：光伏储能系统电池管理系统

光伏储能系统通过光伏组件采集光能，转化为电能，这部分电能一部分经过电池管理给蓄电池充电，一部分由DC-AC逆变器转化给负载使用，负载可以是电网，也可以是电气设备。这里重点介绍电池管理模块，电池管理模块有三个功能，一是管理蓄电池的充放电，二是蓄电池串的均衡管理，三是蓄电池的状态检测。

电池管理模块电源方案如图所示：前端由光伏组件控制，目前组件串联最高电压在1000V-1100V之间，这里可以选择PV40-27B12产品，实现200V-1200V的工作电压范围。光伏组件低压时会非常不稳定，电压波动较大，而PV40-27B12具有欠压保护，并具有一定的回差，不会随波动而不断重启。PV40-27B12在整个系统除了给电池管理模块供电，还在为其他模块同时提供能量。

F1203XT-1WR3用于电池状态检测芯片的供电，该芯片是信号隔离的，F1203XT-1WR3可以提供3000V的电源隔离，满足功能上的隔离。

典型方案二：两轮车BMS的电源方案

两轮车动力锂电池保护板，主要应用14串电动自行车的电池包，可适用不同化学性质的锂电芯，如锂离子、锂聚合物、磷酸铁锂等。保护板具有过充电保护功能，过放电保护功能，过电流保护功能，短路保护功能，温度保护功能，充电电量平衡管理功能。

前级采用非隔离降压芯片从60V降到5V，后给ST的MCU以及我司模块供电，在电池采样部分应用了国产的采集芯片，此芯片直接从电池包取点；我司模块给485隔离供电；电源前级采用MOS管控制主要是实现了低功耗的要求，因为485通信功能只是在与前级充电管理中才能使用。

典型方案三：智慧电池云管理主控系统

智慧电池云管理系统是一种移动互联网+时代解决蓄电池安全保护管理系统，能够利用云端数据处理与存储，达到解决蓄电池运行状态及寿命长期监控、巡查、数据提供、分析诊断与异常状态提醒服务目的，并且能够反向管理、调节均衡充电功能的系统，整个系统包含电池、电池管理系统、主控系统及云数据平台。

如图所示：智慧电池云管理主控系统应用方案框图，整个系统接入48VDC储能微电网电池中，由于电池存在放电及充电状态，所以要求电源模块具备宽输出电压范围特性。整机正常工作状态下功率非常小，只有3W左右，实际在GPS发送数据是最大功率10W，因此选用URB4815YMD-10WR3产品即可满足要求。同时整个主控制器需要实时与储能BMS系统的检测模块进行通信，以判定电池的状态，此处应用选择485通信。

洞察行业趋势、满足市场需求

伴随着国内“新基建”的推动以及海外需求市场的刺激，储能电池行业加快建设。现阶段仍是新能源动力锂电池的上升时期，技术的改善尤为重要。新能源动力锂电池开发的核心概念就是安全性能、能源密度及环境保护。金升阳基于完善的电源研发平台快速响应，匹配锂电设备的应用需求，致力于给行业、客户提供最优质电源，推动行业发展更进一步。